Apostila Projeto Multiplicadores Solares

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GUIA PRÁTICO 
Projeto Multiplicadores Solares
Energia SolaR
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Capítulo I Introdução 03
Capítulo II Energia Solar Térmica e Fotovoltaica 04
Capitulo III Módulos Fotovoltaicos 07
Capítulo IV Curvas Características das Células 10
 Fotovoltaicas
Capítulo V Conceitos Elétricos 12
Capítulo VI Radiação Solar, Massas de Ar, Irradiância, 15
 Insolação e Mapas Solarimétricos
Capítulo VII Dimensionamento de Sistemas 19
 Solares Fotovoltaicos
Capítulo VIII História e Situação Atual da Energia 41
 Solar Fotovoltaica no Mundo
Capítulo IX Oficina de Lanterna Solar 43
Capítulo X Oficina de Cozinha Solar 50
Fontes de Pesquisa 57
INDICE
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O aproveitamento da energia gerada pelo Sol tanto como fonte de calor quanto de luz, é hoje uma das alternativas energéticas mais promissoras para prover a energia necessária ao desenvolvimento humano. 
O Relatório Especial sobre Fontes Renováveis de Energia e Mitigação das Mudanças Climáticas publicado pelo IPCC 
(Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas), agrupou a energia solar direta em cinco categorias:
1) solar passiva, onde se insere a arquitetura bioclimática;
2) solar ativa, onde se inserem o aquecimento e a refrigeração solares;
3) solar fotovoltaica, para produção de energia elétrica com e sem concentradores;
4) a geração de energia elétrica a partir de concentradores solares térmicos para altas temperaturas;
5) um processo inspirado na fotossíntese através do qual, em um reator alimentado por dióxido de carbono (CO
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), água e 
metal ou óxido metálico, exposto à radiação solar, produz-se hidrogênio, oxigênio e monóxido de carbono (técnica ainda em 
desenvolvimento).
Esta apostila tem como objetivo auxiliar nos projetos de formação de outros multiplicadores solares, de forma que possamos espalhar 
conhecimento sobre energia solar e realizar a Revolução Solar!
introducao
Capítulo I
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ENERGIA SOLAR TÉRMICA
É a transformação da radiação solar em calor, de forma que um dos fatores mais importantes para sua eficiência é a quantidade 
de calor que um corpo é capaz de absorver a partir da radiação 
incidente nele. A utilização dessa forma de energia implica não 
somente em saber captá-la, mas também em como armazená-la. Os 
equipamentos mais difundidos com o objetivo específico de se utilizar 
a energia solar térmica são conhecidos como coletores solares.
Os coletores solares são aquecedores de fluidos (líquidos ou gasoso) 
e são classificados em coletores concentradores e coletores planos, 
em função da existência ou não de dispositivos de concentração da 
radiação solar. O fluido aquecido pode ser mantido em reservatório 
termicamente isolados até o seu uso final. 
Os coletores concentradores estão associados a aplicações em 
temperaturas superiores a 100°C podendo alcançar até 400°C para o 
acionamento de turbinas a vapor e posterior geração de eletricidade. 
Já os coletores planos são usados para aplicações residenciais e 
comerciais em baixa temperatura (por volta de 60°C), tais como: água 
aquecida para banho, ar quente para secagem de grãos, aquecimento 
de piscinas, etc.
Capítulo II
Energia Solar TErmica e Fotovoltaica
Coletor Concentrador Plano 
Coletor
SOLAR TÉRMICO
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ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
A energia solar fotovoltaica é obtida através da conversão direta da luz em eletricidade (efeito fotovoltaico). A célula fotovoltaica é um 
dispositivo fabricado com silício, unidade fundamental desse processo de conversão.
O silício é o segundo material mais abundante no mundo e geralmente se apresenta no estado de areia. Através de métodos 
adequados obtém-se o silício em forma pura. O cristal de silício puro não possui elétrons livres e portanto é um mau condutor 
elétrico. Para alterar isto acrescentam-se porcentagens de outros elementos. Este processo denomina-se dopagem. Mediante a 
dopagem do silício com o fósforo obtém-se um material com elétrons livres ou material com portadores de carga negativa (silício 
tipo N). Realizando o mesmo processo, mas acrescentando boro ao invés de fósforo, obtém-se um material com características 
inversas, ou seja, déficit de elétrons ou material com cargas positivas livres (silício tipo P).
Cada célula solar compõe-se de uma camada fina de material tipo N e outra com maior espessura de material tipo P.
Separadamente, ambas as capas são eletricamente neutras. Mas ao serem unidas, exatamente na união P-N, gera-se um campo 
elétrico devido aos elétrons do silício tipo N que ocupam os vazios da estrutura do silício tipo P.
Ao incidir a luz sobre a célula fotovoltaica, os fótons que a integram chocam-se com os elétrons da estrutura do silício dando-lhes 
energia e transformando-os em condutores.
Devido ao campo elétrico gerado na união P-N, os elétrons são orientados e fluem da camada "P" para a camada “N".
Por meio de um condutor externo, conecta-se a camada negativa à positiva. Gera-se assim um fluxo de elétrons (corrente elétrica) 
na conexão. Enquanto a luz continuar a incidir na célula, o fluxo de elétrons se manterá. A intensidade da corrente gerada variará 
proporcionalmente conforme a intensidade da luz incidente.
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VANTAGENS FUNDAMENTAIS DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA:
• Não produz ruídos
• Não polui nem contamina o meio ambiente
• Não necessita de combustível
• Durabilidade, tem uma vida útil superior a 20 anos
• É resistente a diversas condições climáticas (vento, chuva, granizo)
• Exige pouca manutenção, é necessário fazer a limpeza dos painéis
• É modular, permite aumentar a potência instalada
• Pode trabalhar de forma independente (em locais remotos), ou combinada com a rede elétrica convencional.
PRINCIPAIS APLICAÇÕES:
Suas principais aplicações são:
• Eletrificação urbana (conectada à rede elétrica convencional)
• Eletrificação rural: luz, TV, rádio, comunicações, bombeamento de água
• Eletrificação de cercas
• Iluminação exterior
• Sinalização
• Náutica
• Sites de telecomunicação
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Cada módulo fotovoltaico é formado por uma determinada quantidade de células conectadas em série. Como se viu anteriormente, ao unir-se a camada negativa de uma célula com a positiva da seguinte, os elétrons fluem através dos condutores de uma célula para a 
outra. Este fluxo repete-se até chegar à última célula do módulo, da qual fluem para o acumulador ou a bateria.
Cada elétron que abandona o módulo é substituído por outro que regressa do acumulador ou da bateria. O cabo da interconexão entre 
módulo e bateria contém o fluxo, de modo que quando um elétron abandona a última célula do módulo e encaminha-se para a bateria 
outro elétron entra na primeira célula a partir da bateria.
Capítulo III
Modulos Fotovoltaicos
FUNCIONAMENTO DO MÓDULO SOLAR
É por isso que se considera 
inesgotável um dispositivo 
fotovoltaico. Produz energia 
elétrica em resposta à energia 
luminosa que entra no mesmo. 
Deve-se esclarecer, entretanto, 
que uma célula fotovoltaica não 
pode armazenar energia elétrica.
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TIPOS DE CÉLULAS
Existem basicamente três tipos de células, conforme o método de fabricação:
SILÍCIO MONOCRISTALINO: 
Estas células obtêm-se a partir de barras cilíndricas de silício 
monocristalino produzidas em fornos especiais. As células são 
obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (0,4-0,5 
mm de espessura). A sua eficiência na conversão de luz solar em 
eletricidade é superior a 12%.
SILÍCIO POLICRISTALINO: 
Estas células são produzidas a partir de blocos de silício obtidos por 
fusão de silício puro em moldes especiais. Uma vez nos moldes, 
o silício arrefece lentamente e solidifica-se. Neste processo, 
os átomos não se organizam num único cristal. Forma-se uma 
estrutura policristalina com superfíciesde separação entre os 
cristais. Sua eficiência na conversão de luz solar em eletricidade é 
ligeiramente menor do que nas de silício monocristalino.
FILME FINO OU SILÍCIO AMORFO: 
Estas células são obtidas por meio da deposição de camadas muito 
finas de silício ou outros materiais semicondutores sobre superfícies 
de vidro ou metal. Sua eficiência na conversão de luz solar em 
eletricidade varia entre 5% e 7%.
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FABRICAÇÃO DOS MÓDULOS 
FOTOVOLTAICOS
O módulo fotovoltaico é composto por células individuais conectadas em 
série. Este tipo de conexão permite adicionar tensões. A tensão nominal do 
módulo será igual ao produto do número de células que o compõem pela 
tensão de cada célula (aprox. 0,5 Volt).
Geralmente produzem-se módulos formados por 30, 32, 33 e 36 células em 
série, conforme a aplicação requerida.
Procura-se dar ao módulo rigidez na sua estrutura, isolamento elétrico e 
resistência aos fatores climáticos. Por isso, as células conectadas em série 
são encapsuladas num plástico elástico (Etilvinilacetato-EVA) que faz também 
o papel de isolante elétrico, um vidro temperado com baixo conteúdo de ferro, 
na face voltada para o sol, e uma lamina plástica multicamada (Poliéster) 
na face posterior. Em alguns casos o vidro é substituído por uma lâmina de 
material plástico transparente.
O módulo tem uma moldura composta de alumínio ou poliuretano e caixas de 
conexões às quais chegam os terminais positivo e negativo da série de células. 
Nos bornes das caixas conectam-se os cabos que ligam o módulo ao sistema.
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Capítulo IV
Curvas Caracteristicas das Celulas Fotovoltaicas
CURVA DE CORRENTE X TENSÃO 
(CURVA I -V)
A representação típica da característica de saída de um dispositivo fotovoltaico (célula, módulo, sistema) denomina-se curva corrente tensão.
A corrente de saída mantém-se praticamente constante dentro da amplitude 
de tensão de funcionamento e, portanto, o dispositivo pode ser considerado 
uma fonte de corrente constante neste âmbito.
A corrente e a tensão em que opera o dispositivo fotovoltaico são 
determinadas pela radiação solar incidente, pela temperatura ambiente, e 
pelas características da carga conectadas ao mesmo.
Os valores desta curva são:
Corrente de curto-circuito (ICC): Máxima corrente que 
pode entregar um dispositivo sob condições determinadas 
de radiação e temperatura correspondendo a tensão nula 
e conseqüentemente a potência nula.
Tensão de circuito aberto (VCA): Máxima tensão que pode 
entregar um dispositivo sob condições determinadas de 
radiação e temperatura correspondendo à circulação de 
corrente nula e conseqüentemente à potência nula.
Potência Pico (PPM): É o valor máximo de potência que 
pode entregar o dispositivo. Corresponde ao ponto da 
curva no qual o produto V x I é máximo.
Corrente a máxima potência (IMP): corrente que 
entrega o dispositivo a potência máxima sob condições 
determinadas de radiação e temperatura. É utilizada como 
corrente nominal do mesmo.
Tensão a máxima potência (Vmp): tensão que entrega 
o dispositivo a potência máxima sob condições 
determinadas de radiação e temperatura. É utilizada como 
tensão nominal do mesmo.
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POTÊNCIA MÁXIMA DE SAÍDA 
DURANTE O DIA
A característica I-V do módulo varia com as condições ambientais 
(radiação, temperatura). Isto quer dizer que haverá uma família de 
curvas I-V que nos mostrará as características de saída do módulo 
durante o dia numa época do ano. Figura ao lado:
A curva de potência máxima de um módulo em função da hora do 
dia tem a forma indicada neste diagrama de carga ao lado:
A quantidade de energia que o módulo é capaz de entregar 
durante o dia é representada pela área compreendida sob a curva 
da figura ao lado, e mede-se em Watts.hora/dia. 
Observa-se que não é possível falar de um valor constante de 
energia entregue pelo módulo em Watts hora uma vez que varia 
conforme a hora do dia. Será necessário então trabalhar com os 
valores da quantidade de energia diária entregue. (Wh/dia).
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TENSÃO E CORRENTE
A eletricidade é o fluxo de partículas carregadas (elétrons) que circulam através de materiais condutores (como cabos ou barras de cobre). Estas partículas adquirem energia numa fonte (gerador, módulo fotovoltaico, bateria de acumuladores, etc) e transferem 
esta energia a uma carga (lâmpada, motor, equipamento de comunicações, etc.) e a seguir retornam à fonte para repetir o ciclo.
Se imaginarmos um circuito básico como uma bateria de acumuladores conectada a uma lâmpada teremos a seguinte figura:
A bateria de acumuladores é uma fonte de eletricidade, ou uma força eletromotriz (FEM).
A magnitude desta FEM é o que chamamos tensão e mede-se em Volts.
Capítulo V
Conceitos Eletricos
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TENSÃO ELÉTRICA
Tensão elétrica é a diferença de potencial 
entre dois pontos e é medida em Volts (V).
Com exemplo podemos medir 12V entre 
os pólos de uma bateria, podemos também 
medir 220V entre os pinos de uma tomada.
Enquanto a bateria apresenta uma tensão 
contínua, A tensão da tomada se inverte 
de polaridade 60 vezes por segundo e 
é chamada, portanto, de tensão alternada 
de 60Hz. Como mostra a figura ao lado.
CORRENTE
Corrente elétrica é o fluxo de elétrons que percorre um circuito elétrico quando este é conectado a uma fonte de tensão elétrica. Sua 
unidade de medida é o Ampere. Sua intensidade varia de acordo com a carga, ou seja, para uma mesma intensidade de tensão, quanto 
maior a carga, maior a corrente elétrica.
Uma fonte de tensão contínua, como a bateria ou o painel solar, provoca uma corrente contínua no circuito, enquanto que, uma fonte 
de tensão alternada, como a tomada, provoca no circuito uma corrente alternada.
POTÊNCIA
Potência elétrica é a capacidade de produzir trabalho, em um circuito simples é calculada como sendo um produto da tensão pela 
corrente: Potência (P) = Tensão (V) x Corrente (I)
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RESUMINDO: TENSÃO, CORRENTE, RESISTÊNCIA, POTÊNCIA E ENERGIA
Tensão Elétrica “voltagem"
Símbolo = V
Unidade = Volt, V
Diferença de potencial entre dois condutores elétricos (fase e neutro)
Corrente Elétrica “amperagem"
Símbolo = I
Unidade = Ampere, A
Passagem de energia elétrica por um condutor elétrico submetido a uma diferença de potencial
Resistência Elétrica
Símbolo = R
Unidade = Ohm
Resistência à passagem de corrente elétrica em um condutor elétrico
Potência
Símbolo = P
Unidade = Watt, W
Energia instantânea, o consumo em cada instante de um aparelho elétrico
Energia
Símbolo = E
Unidade = Watt-hora, Wh
Capacidade de realizar trabalho; potência num intervalo de tempo
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RADIAÇÃO SOLAR
A radiação solar é formada de ondas eletromagnéticas com 
frequências e comprimentos de ondas diferentes que chegam a 
Terra por meio do espaço extraterrestre. Sabe-se que frequência e 
comprimento de onda são grandezas inversamente proporcionais, 
entretanto energia e frequência se relacionam de forma direta. 
MASSAS DE AR
Conceitua-se como massas de ar a porção individualizada do ar 
atmosférico cujas características e propriedades representam as 
condições gerais do tempo de onde são formadas. Deslocam-se, 
portanto, a partir da diferença de pressão entre e temperatura das 
diversas áreas da superfície. Quando a radiação solar atravessa a 
atmosfera sofre diversas alterações ocasionadas por fatores, tais 
como: vapor de água, ar, partículas em suspensão, sujidade, dentre 
outros. Deste modo, ao incidirem na atmosfera terrestre, a radiação 
solar pode perfazer um percurso maior ou menor na massa de ar: esse 
trajeto será determinado pelo ângulo de incidência dos raios solares 
(ângulo zenital) em relação à linha do zênite.
IRRADIÂNCIA
A irradiância, também chamada de irradiação, é uma grandeza que 
mensura a potência da radiação solar em uma determinada área 
através da unidade W/m² (watt por metro quadrado).Considera-se potência como a grandeza que expressa a energia 
transportada durante um certo intervalo de tempo; assim, quanto 
maior a potência da radiação solar, maior é a quantidade de energia 
transportada em um dado instante de tempo.
A irradiância é medida através de sensores de radiação solar. Sabe-se 
que na superfície da Terra, registra-se cerca de 1000W/m² de potência 
– valor adotado como padrão na indústria fotovoltaica – entretanto 
no espaço sideral, entre o Sol e a Terra, estima-se que irradiância solar 
seja de, aproximadamente, 1353W/m². O cálculo da irradiância em W/
m² configura-se como uma importante ferramenta na avaliação da 
eficiência dos dispositivos e sistemas fotovoltaicos, servindo, ainda, de 
parâmetro de teste da qualidade das células e módulos fotovoltaicos 
fornecidas pelos fabricantes.
INSOLAÇÃO
Denomina-se insolação a medida expressa, em unidade de Wh/m² 
(watt-hora por metro quadrado), referente a energia solar que incide 
sobre uma área de superfície plana num dado intervalo de tempo. 
Os dados práticos de insolação são utilizados no dimensionamento 
dos sistemas fotovoltaicos e estão disponibilizados em mapas de 
insolação ou através de ferramentas como a calculadora solar. O mapa 
de insolação contém o valor da energia do Sol, recebida diariamente 
por metro quadrado nas diversas regiões brasileiras. 
Capítulo VI
Radiacao Solar Massas de Ar Irradiancia 
Insolacao e Mapas Solarimetricos
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Componentes da Radiação Solar
Sombreamento
Massa de Ar
Movimento do Sol - Verão/Inverno
O sombreamento é outro fator importante neste tipo de sistema. As 
sombras provocadas por edifícios, obstáculos ou vegetação variam 
na sua amplitude ao longo do ano, resultado fundamentalmente dos 
diferentes valores de altura solar e azimute solar ao longo do ano. 
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Mapas Solarimétricos Brasil e América do Sul
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Mapa Solarimétrico Mundial
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DIRETAMENTE LIGADOS A UMA CARGA
É o sistema mais simples de todos. O gerador 
fotovoltaico liga-se diretamente à carga, geralmente 
um motor de corrente contínua. Utiliza-se este 
modelo sobretudo em bombeamento de água. Por não 
existirem baterias de acumuladores nem componentes 
eletrônicos melhora-se a confiabilidade do sistema, mas 
torna-se difícil manter um desempenho eficiente ao 
longo do dia. Ver figura abaixo.
SISTEMA FOTOVOLTAICO ISOLADO COMPOSTO POR: PAINEL 
SOLAR, BATERIA, CONTROLADOR DE CARGA E INVERSOR
É a configuração utilizada com módulos de 33 ou 36 células na qual se liga o 
gerador fotovoltaico a uma bateria através de um controlador para que esta não se 
sobrecarregue. As baterias de acumuladores alimentam cargas em corrente contínua. 
Quando se necessitar energia em corrente alternada poderá ser incluído um inversor. 
A potência gerada no sistema fotovoltaico poderá ser transformada integralmente 
em corrente alternada ou poderão alimentar-se simultaneamente cargas de corrente 
contínua (CC) e de corrente alternada (CA). Ver figura abaixo.
Capítulo VII
Dimensionamento de Sistemas Solares Fotovoltaicos
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SISTEMAS HÍBRIDOS
Sistemas híbridos são aqueles que, desconectado da rede convencional, apresenta várias fontes de geração de energia como por 
exemplo: turbinas eólicas, geração diesel, módulos fotovoltaicos entre outras. A utilização de várias formas de geração de energia 
elétrica torna-se complexo na necessidade de otimização do uso das energias. É necessário um controle de todas as fontes para que 
haja máxima eficiência na entrega da energia para o usuário.
Em geral, os sistemas híbridos são empregados para sistemas de médio a grande porte vindo a atender um número maior de usuários. 
Por trabalhar com cargas de corrente contínua, o sistema híbrido também apresenta um inversor.
Devido a grande complexidade de arranjos e multiplicidade de opções, a forma de otimização do sistema torna-se um estudo particular 
para cada caso. 
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DADOS NECESSÁRIOS PARA DIMENSIONAR UM 
SISTEMA ISOLADO - OFF GRID
Tensão nominal do sistema:
Refere-se à tensão típica em que operam as cargas a conectar. Deve-se, além disso,distinguir se a referida tensão é 
alternada ou contínua.
Potência exigida pela carga:
A potência que cada carga exige é um dado essencial. Os equipamentos de comunicações requerem potências elevadas 
quando funcionam em transmissão e isto, muitas vezes, ocorre só durante alguns minutos por dia. Durante o resto do 
tempo requerem uma pequena potência de manutenção (stand by). Esta diferenciação deve ser levada em conta no 
dimensionamento do sistema.
Horas de utilização das cargas – Perfil de Carga:
Juntamente com a potência requerida pela carga deverão especificar-se as horas diárias de utilização da referida potência. 
Multiplicando potência por horas de utilização serão obtidos os Watts hora requeridos pela carga ao fim de um dia.
Localização geográfica do sistema (Latitude, Longitude e a altura relação ao nível do mar do local da instalação)
Estes dados são necessários para determinar o ângulo de inclinação adequado para o módulo fotovoltaico e o nível de 
radiação (médio mensal) do lugar.
Autonomia prevista:
Isto refere-se ao número de dias em que se prevê que diminuirá ou não haverá geração e que deverão ser tidos em conta 
no dimensionamento das baterias de acumuladores. Para sistemas rurais domésticos tomam-se de 3 a 5 dias e para 
sistemas de comunicações remotos de 7 a 10 dias de autonomia.
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DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA SOLAR ISOLADO - OFF GRID
O dimensionamento do sistema solar é simples quando aplicado a uma só voltagem de trabalho e alguns pontos de consumo.
Para um dimensionamento correto, o conhecimento básico de alguns valores e grandezas são necessários:
Volts (V) é a grandeza usada para medir Tensões
Ampère (I) é a grandeza usada para medir a Corrente 
Watt (W) é a medida da potência e é o resultado da multiplicação de tensão pela corrente:
[W]att = [V]olts x [I]Ampère
Desta forma, tendo dois valores de grandezas, podemos calcular o terceiro.
Outras medidas encontradas em sistemas solares são:
• Wp = Watt de pico: é a máxima potência gerada pelo painel solar em uma condição ideal.
• Wh = Watt hora: a potencia gerada ou consumida por hora.
• Ap ou Ip = Ampère de pico: é a corrente máxima possível em uma determinada condição especial.
• Ah ou Ih= Ampère hora: a corrente máxima obtida ou consumida por hora.
Para iniciar o dimensionamento é preciso saber o quanto será consumido. Para isso, faça a relação e quantidade de todos os equipamentos, 
luzes, etc..., que pretende ligar no sistema solar. Verifique o consumo individual (em Watts) como mostra o exemplo abaixo e faça uma 
estimativa de horas que cada equipamento ou grupo ficará ligado por dia. Multiplique os valores totais de consumo pelas horas de uso.
Some os resultados e obtenha a demanda diária de energia, ou seja, o valor em Watt x dia.
Conclui-se que o sistema deverá gerar um mínimo de 4.500 Watts por dia para a aplicação.
Quando o consumo não for regular, tais como residências de final de semana, é preferível trabalhar com o valor de demanda mensal e 
depois dividir por 30 (a conta de energia elétrica mostra o consumo mensal em Kwh/mês).
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Valores estimados de consumo médio mensal de alguns equipamentos elétricos.
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Segue abaixo uma tabela para auxílio no cálculo do consumo em Ah de diversos tipos de 
equipamentos comumente utilizados em sistemas fotovoltaicos em vários regimes de operação:
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DIMENSIONAMENTO DO PAINEL SOLAR
O resultado da soma da demanda diária de energia (no exemplo 
anterior 4.500W/dia), deve ser dividido pelo tempo médio de 
insolação do local onde será instalado o sistema. 
Obtém-se o valor estimado necessário a ser gerado pelos painéis 
solares.
Para se obter uma quantidade alta de energia, utiliza-se daassociação de vários painéis que, uma vez interligados, fornecem a 
potência necessária de geração elétrica.
A escolha do painel solar deve ser feita escolhendo-se um ou mais 
painéis semelhantes que, sozinhos ou reunidos darão a potência 
maior e mais próxima do valor Watt / dia encontrado.
Os painéis solares geram eletricidade em corrente contínua (igual ao 
que é gerado em automóveis) e fornecem a energia polarizada, ou 
seja, um pólo é POSITIVO (+) e o outro pólo é NEGATIVO (-). Em sua 
grande maioria, são fabricados para atender a uma tensão nominal 
de 12 ou 24 Volts.
Exemplo: Estando na média de 6h de insolação:
 
4500 Watts / 6 = 750Wh
Será necessário gerar 750 Watts por hora para suprir o consumo de 
um dia. Seu sistema deverá ter no mínimo tal capacidade.
A associação de painéis é recomendada somente para painéis com 
potência e características elétricas semelhantes.
Como respondem à Lei de Ohm, com a associação obtemos:
 
• Se conectarmos um painel a outro em PARALELO (positivo com 
positivo e negativo com negativo), as correntes “I” serão somadas.
• Se conectarmos em SÉRIE (positivo com negativo), as tensões 
"V"serão somadas.
 
Consequentemente, podemos associar e ter um sistema em 
múltiplos de tensões (12V / 24V / 48V ... 96V, 108V, etc); E com 
múltiplos de corrente, conforme mostrado a seguir.
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Ligação em série
Se os elementos de um circuito se conectarem em série (polo positivo com 
polo negativo), isso quer dizer que todo o fluxo de elétrons deve passar por 
cada um dos seus elementos.
Isto equivale a dizer que numa ligação em série as pressões somam-se. 
Recordando a analogia elétrica, o equivalente de pressão é tensão . Portanto 
se dispormos de dois módulos fotovoltaicos em que cada um entregue 12 
Volts, 5 Amperes e se pretendermos implementar um sistema de 24 Volts e 5 
Amperes deve-se montar um circuito conforme a figura ao lado.
Conclusão: Quando se ligam módulos em série, a tensão resultante é a soma 
das tensões de cada um deles e a corrente resultante coincide com a menor 
das correntes entregues pelos módulos.
Ligação em paralelo
Painéis podem ser instalados interligados em série ou paralelo, obedecendo 
à Lei de Ohm, ou seja, quando interligados dois ou mais unidades em paralelo 
(pólo positivo com pólo positivo e negativo com negativo) a tensão não se 
altera, mas a corrente é somada.
Se necessitarmos fornecer à carga 12 volts, 20 Amperes, o circuito será o da 
figura ao lado.
Conclusão: Quando se ligam módulos em paralelo, a corrente resultante é a 
soma das correntes de cada um deles e a tensão resultante coincide com a que 
é entregue por cada módulo.
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Ligação em Série Paralelo
Pode-se também conjugar uma instalação com painéis ligados 
em série e paralelo para atingir valores de tensão e corrente 
compatíveis com a aplicação desejada.
Quando há a instalação de conjuntos de painéis ou painéis com 
capacidades diferentes, é imprescindível a instalação de diodos para 
proteção e equalização da carga.
Ligação de Baterias
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Controladores de Carga
A função do controlador de carga é a de proteger as baterias 
de serem sobrecarregadas, ou descarregadas profundamente, 
e assim garantir que toda a energia produzida pelos painéis 
fotovoltaicos seja armazenada com maior eficácia nas baterias.
O controlador de carga é um dos principais componentes de um 
sistema solar fotovoltaico, sendo o responsável pela duração 
da vida útil dos bancos de baterias, os quais são os ítens mais 
dispendiosos nesse tipo de sistema.
Os controladores de carga possuem uma série de dispositivos que 
informam permanentemente sobre o estado de carga do sistema 
e alertam o utilizador para que este possa adaptar a instalação às 
suas necessidades particulares, aumentando assim o tempo de 
vida útil das baterias.
Os controladores de carga são utilizados principalmente em 
sistemas isolados da rede, ou Off Grid.
São encontrados em dois tipos:
• WM (Pulse Width Modulation) são os mais utilizados, pois 
apesar da menor eficiência se justificam pelo custo. 
•MPPT (Maximum Power Point Tracking), possuem maior 
eficiência e são cerca de duas vezes mais caros.
Dimensionamento do Controlador de Carga
O controlador de carga é definido pela tensão de trabalho 
do sistema e pela maior corrente exigida. A capacidade do 
controlador deve superar a corrente dos painéis ou as de 
consumo, naquele em que for maior o valor.
Devem ser calculadas ambas as correntes (corrente dos painéis 
solares e a corrente a ser consumida) sendo seleccionada a 
corrente mais elevada.
O valor total de corrente é o consumo dividido pela tensão de 
trabalho do equipamento.
Verifique a corrente máxima exigida pelos equipamentos que 
serão ligados ao sistema solar. Para os painéis solares, deve-se 
basear na corrente discriminada na tabela de características do 
produto.
A corrente do sistema será a soma das correntes máximas 
geradas pelo(s) painel(is) solar(es). Obtenha o total, levando em 
consideração a associação dos painéis conectados. Defina o 
controlador pelo maior valor encontrado (painel ou consumo).
EXEMPLO: Para um consumo diário de Watt/hora, sendo a 
produção de 750W. Divide-se este valor pela tensão do sistema, 
obtendo-se a corrente que será necessária para escolher o 
controlador: 750 W / 12 V = 62,5 Amperes
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Caso a corrente total supere a capacidade de um controlador, divida sua 
instalação em duas ou mais linhas (barramentos) de energia, executando 
o mesmo princípio de balanceamento de carga de uma instalação 
eléctrica convencional.
Se a instalação for em 12V será necessária a divisão da carga em dois 
controladores de 30A + 20A + 20A = 70A que será maior que os 62,5A.
PWM 
MPPT
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Banco de Baterias (acumuladores)
A função prioritária das baterias num sistema de geração 
fotovoltaico é acumular a energia que se produz durante as horas 
de luminosidade a fim de poder ser utilizada à noite ou durante 
períodos prolongados de mau tempo. Outra importante função 
das baterias é prover uma intensidade de corrente superior àquela 
que o dispositivo fotovoltaico pode entregar. É o caso de um 
motor, que no momento do arranque pode exigir uma corrente de 
4 a 6 vezes sua corrente nominal durante uns poucos segundos. 
Normalmente o banco de baterias de acumuladores e os módulos 
fotovoltaicos trabalham em conjunto para alimentar as cargas. 
Durante a noite toda a energia pedida pela carga é fornecida pelo 
banco de baterias.
Utiliza-se principalmente baterias estacionárias de 12V./150Ah. 
Recomenda-se o uso de baterias seladas de ciclos constantes, 
livres de manutenção. Baterias não devem ser instaladas 
diretamente sobre o solo ou piso: devem sempre ser assentadas 
sobre uma base plástica ou de madeira. Observar que o local 
esteja sempre livre de umidade e impurezas, e seja ventilado. 
Mantenha a bateria em local abrigado do sol e da chuva. A 
eficiência do sistema de energia solar depende diretamente da 
qualidade e do estado das baterias. Baterias velhas aceitam 
menos carga e ainda desperdiçam a energia de carga fornecida.
A capacidade de armazenagem de energia de uma bateria 
depende da velocidade de descarga. A capacidade nominal que a 
caracteriza corresponde de uma maneira geral a um tempo médio 
de descarga de 10 horas. Quanto maior for o tempo de descarga, 
maior será a quantidade de energia que a bateria fornece.
Dimensionamento do Banco de Baterias
Some a corrente (Ampere) produzida pelos painéis, respeitando a 
regra da associação (Lei de Ohm). Multiplique pelas horas diárias 
de insolação e utilize um fator de segurança de 50% a mais. Deste 
valor encontrado, escolha a bateria ou o arranjo de baterias que 
acumulem essa energia. Quanto maior a quantidade de baterias, 
maior seráa autonomia de seu sistema.
É conveniente ter a energia excedente acumulada para dias 
chuvosos ou nublados.
No caso de 12Volts, temos :
4500W/dia / 12V = 375A 
375 + 50% = 562,5 A
Se escolhermos baterias de 115Ah:
562 / 115 = 4,8 ou seja 5 baterias.
Agora multiplique este valor pelo número de dias/autonomia
Ex: 5 baterias x 3 dias = 15 
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Sistemas Conectados à Rede Elétrica - Grid Tie
Os Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede (SFCR) dispensam 
o uso de acumuladores (baterias), pois a energia por eles 
produzida pode ser consumida diretamente pela carga, ou injetada 
diretamente na rede elétrica convencional, para ser consumida 
pelas unidades consumidoras conectadas ao sistema de 
distribuição. Estes sistemas são basicamente de um único tipo e 
são aqueles em que o gerador fotovoltaico representa uma fonte 
complementar ao sistema elétrico ao qual está conectado.
Instalações deste tipo vêm se tornando cada vez mais populares 
em diversos países europeus, Japão, Estados Unidos, e mais 
recentemente no Brasil. As potências instaladas vão desde poucos 
kWp em instalações residenciais, até alguns MWp em grandes 
sistemas operados por empresas.
Estes sistemas se diferenciam quanto à forma de conexão à rede, 
que, dentre outras características, depende também da 
legislação vigente.
Micro e Minigeração Fotovoltaica - 
Resolução Aneel 482/2012
No Brasil, os sistemas fotovoltaicos como sistemas de micro e 
minigeração, são regulamentados pela Resolução Normativa 
Aneel No. 482/2012, e devem atender aos Procedimentos de 
Distribuição (PRODIST), Módulo 3, e às normas de acesso das 
distribuidoras locais. A Resolução 482 estabelece as condições 
gerais para o acesso de microgeração e minigeração distribuídas 
aos sistemas de distribuição de energia elétrica e o sistema de 
compensação de energia elétrica, cujas definições são:
• Microgeração distribuída: central geradora de energia elétrica, 
com potência instalada menor ou igual a 100kW e que utilize 
fontes com base em energia hidráulica, solar, eólica, biomassa 
ou cogeração qualificada, conforme regulamentação da Aneel, 
conectada na rede de distribuição por meio de instalações de 
unidades consumidoras.
• Minigeração distribuída: central geradora de energia elétrica, 
com potência instalada superior a 100kW e menor ou igual a 1 
MW para fontescom base em energia hidráulica, solar, eólica, 
biomassa ou cogeração qualificada, conforme regulamentação 
da Aneel, conectada na rede dedistribuição por meio de 
instalações de unidades consumidoras.
• Sistema de compensação de energia elétrica: sistema no 
qual a energia ativa injetada por unidade consumidora com 
microgeração distribuída ou minigeração distribuída é cedida, 
por meio de empréstimo gratuito, à distribuidora local e 
posteriormente compensada com o consumo de energia 
elétrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou de outra 
unidade consumidora de mesma titularidade da unidade 
consumidora onde os créditos foram gerados, desde que 
possua o mesmo Cadastro de Pessoa Física (CPF), ou Cadastro 
de Pessoa Jurídica (CNPJ), junto ao Ministério da Fazenda.
Nesses sistemas, a energia consumida e energia injetada na rede 
de distribuição são registradas separadamente pelo medidor 
bidirecional. A cada instante apenas o registro em um dos 
sentidos será realizado, dependendo da diferença instantânea 
entre a demanda e a potência gerada pelo sistema fotovoltaico.
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Passo a passo do sistema fotovoltaico 
conectado à rede elétrica - Grid Tie
1) Painel Solar Fotovoltaico - Produz energia elétrica em corrente 
contínua.
2) Inversor Solar inverte a corrente contínua em corrente 
alternada e equaliza com a rede elétrica - Desta forma a 
energia gerada pelo painel solar fica idêntica à energia que 
você consome da rede elétrica, e assim pode utilizá-la para o 
seu consumo próprio.
3) Quadro de Luz - A energia que sai do inversor solar vai para 
o seu "quadro de luz" e assim é distribuída para a sua casa, 
comércio ou indústria.
4) Eletricidade gerada pelos painéis solares alimenta utensílios, 
eletrodomésticos, equipamentos e máquinas.
5) Excesso de Eletricidade volta para a rede elétrica através do 
Relógio de Luz fazendo ele "rodar ao contrário", gerando assim 
um "crédito de energia" para ser utilizado de noite ou em até 
36 meses. Em outras palavras: você produz energia limpa com 
a luz do Sol e reduz a sua conta de luz!!
Quanto custa a energia solar fotovoltaica?
O custo de um sistema de energia solar fotovoltaico depende 
principalmente do tamanho e da complexidade da instalação.
Residências: (preço aproximado em Janeiro/2015)
Casa pequena, até 2 pessoas 
 = Sistema de 1.5Kwp = R$ 12.000 a R$ 15.000
Casa pequena, até 3 pessoas 
 = Sistema de 2Kwp = R$ 16.000 a R$ 20.000
Casa grande, 5 pessoas 
 = Sistema de 5Kwp = R$ 40.000 a R$ 50.000
Comércios e Indústrias:
100Kw = R$ 650.000 – R$ 900.000
500Kw = R$ R$3Mi – R$3.5Mi
1MW = R$ 5mi – R$ 6Mi
Usinas de Energia 
Solar Fotovoltaica:
5MW 
= R$20Mi
30MW 
= R$120Mi
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Dimensionamento do Sistema Fotovoltaico 
Conectado à Rede - Grid Tie
Para participar do Sistema de Compensação de Energia, 
é necessária a contratação de profissional que possua 
conhecimentos técnicos em eletricidade e energia solar 
fotovoltaica, o qual será o responsável técnico pelo sistema junto 
à concessionária de energia elétrica local.
Durante a visita técnica, o projetista/instalador irá avaliar as 
condições físicas da edificação, seu consumo no período de um 
ano através da conta de luz, de modo que o projeto atenda às 
necessidades energéticas do local. Após a visita, o projetista/
instalador deverá preparar um projeto das instalações de conexão 
à rede (memorial descritivo) e, se aprovado pelo cliente, dar 
entrada no projeto junto à concessionária.
Isso inclui especificar os equipamentos mais adequados (tipo, 
modelo e quantidade de módulos fotovoltaicos e inversores), 
como os módulos fotovoltaicos devem ser ligados, qual o melhor 
posicionamento para garantir a melhor eficiência, qual a melhor 
estrutura para fixação dos módulos e se serão necessárias obras 
estruturais para, por exemplo, suportar o peso do sistema ou para 
proteger o telhado.
A grande diferença entre um sistema isolado e o conectado à 
rede, é que o último, por se comunicar com a rede elétrica, exige 
documentação específica, e cuidados adequados para que o 
sistema de distribuição não sofra danos. 
O sistema isolado não deixa de merecer cuidados por não estar 
ligado à rede, já que ele também é um gerador de energia elétrica, 
e que dependendo da potência, pode causar incêndios, explosões 
e acidentes fatais.
Do ponto de vista dos componentes, um sistema fotovoltaico Grid 
Tie é composto por painéis solares e inversores. Os inversores 
Grid Tie, além de transformar a corrente contínua em alternada, 
devem sincronizar o sistema com a rede pública. Por o sistema 
estar conectado à rede, a falta de energia é compensada pela 
mesma, o que elimina a necessidade de baterias. 
Os inversores para sistemas conectados à rede são diferentes 
daqueles usados nos sistemas isolados. 
Veja a seguir como projetar um Sistema Fotovoltaico Conectado 
à Rede. 
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Cálculo do Número de Módulos Necessários
Devem-se conhecer os níveis de radiação solar típicos da região 
(ver tabela abaixo com as principais cidades do Brasil). Como já se 
viu, a capacidade de produção dos módulos varia com a radiação. 
A tabela indica qual é a radiação média em kWh/m2.dia para cada 
um dos meses do ano. Por uma questão de facilidade iremos 
tomar a média anual referida na última coluna.Para realizar um 
cálculo aproximado da quantidade de módulos necessários para 
uma instalação pode-se proceder da seguinte forma:
1) Calcular o Consumo Total da instalação em Ah.
2) Determinar em que local se realizará ainstalação.
3) Com base nos valores da tabela de radiação identificar qual 
das cidades mais se aproxima do local de sua instalação. 
Identificar qual é a radiação média anual desta localidade em 
kWh/m2.dia (última coluna da tabela).
4) Multiplicar o valor encontrado pela corrente nominal do 
módulo solar escolhido. Para isto recorrer à tabela do 
fabricante do módulo solar.
5) Supondo que a localidade da instalação seja em Teresina e o 
módulo solar escolhido seja o modelo com corrente nominal 
de 4.4Ah, teremos:
 Geração do Módulo = Radiação x Corrente Nominal = 
5.49(Teresina) x 4.4 Ah= 24.15 Ah/dia
6) O número de módulos solares para este sistema será: no 
módulos = Consumo Total / Geração Módulo = 23.21 / 24.15 = 
0.96 = 1
7) Arredonda-se o valor encontrado para um múltiplo inteiro. 
Portanto um módulo de 4.4 A de corrente nominal é suficiente 
para esta instalação.
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Instalação de Módulos Fotovoltaicos
Durante a instalação de módulos solares, algumas variáveis devem ser observadas para melhor aproveitamento da captação dos raios 
solares. Devem ser considerados, portanto, a inclinação do eixo de rotação da Terra, o ângulo da altura solar, o ângulo de inclinação dos 
módulos e o ângulo azimutal do Sol. Assim, enquanto descreve uma trajetória elíptica em torno do Sol, conhecida por movimento de 
translação; concomitantemente, a Terra gira em torno do seu próprio eixo, desenvolvendo um movimento de rotação. A inclinação do 
eixo de rotação da Terra, em relação à órbita elíptica em torno do Sol, forma um ângulo de 23,5°, aproximadamente, e determina as 
estações do ano a depender da posição do planeta em sua trajetória de translação.
O ângulo da altura solar é determinado a partir do ângulo de inclinação da trajetória do sol com o plano horizontal. É influenciado pela 
localização geográfica, bem como pelo ângulo da declinação solar.
Conforme Villalva e Gazoli (2012, p. 56), “a altura do Sol no céu é maior nos dias de verão, o que significa que nessa época os raios 
solares incidem sobre a cabeça do observador com um ângulo azimutal menor, percorrendo uma massa de ar reduzida ”. No inverno, 
acontece o contrário, a altura do Sol no céu é menor, ângulo azimutal é maior e as massas de ar também. Vide figuras abaixo:
Algumas regras devem ser observadas durante a instalação de um módulo solar. A primeira delas refere-se à orientação do 
equipamento que deve estar voltado para o norte geográfico; uma segunda observação deve ser feita quanto ao ajuste do ângulo 
de inclinação do módulo em relação ao solo. Este deverá ser escolhido a partir do ângulo da latitude geográfica da localidade onde o 
sistema será instalado. 
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Inclinação Módulos Fotovoltaicos
A posição ideal para os seus painéis fotovoltaicos no Brasil é voltado para o Norte. 
O Sol nasce no leste, sobe se inclinando ao Norte e se põe no Oeste, como na 
figura abaixo. A Direção Ideal para o Painel Solar no Brasil é virado para o Norte.
Então, se você possui um telhado com face voltada ao norte e não há sombras 
nesta parte do telhado, deveria instalar o seu painel solar fotovoltaico nesta face. 
Desta forma o seu gerador de energia solar produzirá mais energia.
Para sistemas fotovoltaicos conectados a rede elétrica, o ângulo de inclinação 
igual ao da Latitude é normalmente o melhor ângulo para se instalar um painel 
fotovoltaico. Ex: A Latitude do Rio de Janeiro é 22° , portanto a melhor posição 
possível para um painel fotovoltaico no RJ é: Face Norte a 22° de inclinação.
Para aqueles que não têm uma face do telhado voltada ao Norte, não se 
preocupem! A perda de geração da energia solar fotovoltaica não é tão grande se 
o sistema for instalado nas faces voltadas ao Leste e Oeste:
• As perdas direcionais para telhados com face NE ou NO variam entre 3% e 8%.
• Para um telhado com face Leste ou Oeste, você pode perder entre 12% e 20%.
Dica: No Brasil, devido a sua posição privilegiada em relação ao Sol, é melhor 
o sistema fotovoltaico ter um grau de Inclinação menor do que o da Latitude, 
do que um maior. Ex: se a sua propriedade encontra-se em São Paulo (Latitude 
aproximada de 23°), a sua casa possui dois telhados com face norte: o Primeiro é 
bem inclinado, com uma inclinação aproximada de 32°. O segundo Telhado é mais 
plano, com uma inclinação de aproximadamente 10°. Se você tiver que escolher 
entre os dois, o com a inclinação menor do que a latitude deve gerar mais energia.
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Inversor para Conexão à Rede - Grid Tie
Inversor para conexão à rede (Grid Tie), é um dispositivo 
eletrônico que permite aos usuários de energia fotovoltaica ou 
eólica interligar seus sistemas com a rede da concessionária e 
injetar na rede o excedente de energia produzido pelos sistemas 
(fotovoltaico ou eólico). Sistemas fotovoltaicos conectados à 
rede (SFVCR) são muito comuns em países da Europa e nos EUA, 
sendo o excedente de energia gerada envido para a concessionária 
(durante o dia) e compensado quando o consumo aumenta (por 
exemplo, à noite).
O inversor funciona convertendo a tensão e a corrente elétrica 
contínuas, que recebe dos módulos fotovoltaicos (ou de geradores 
eólicos), em corrente alternada. A principal característica de um 
inversor para conexão à rede é a capacidade de se interligar com 
a rede da concessionária, sincronizando sua frequência (60 Hz, no 
Brasil) e tensão de saída (CA) com a mesma, e se desconectar da 
rede quando esta deixa de fornecer energia como, por exemplo, 
devido a desligamento para reparo ou falha na rede.
Funcionamento
O inversor funciona captando a tensão fornecida por um gerador 
CC - módulos fotovoltaico ou aerogeradores - e convertendo para 
a forma de corrente alternada (CA), podendo assim alimentar 
diretamente a rede. O inversor deve estar também em sincronia 
com a frequência da rede (60 Hz, no Brasil), usando um oscilador 
local e limitar a tensão para que a mesma não seja superior 
à tensão da rede.Os modernos inversores têm a unidade de 
fator de potência fixa, isso significa que a tensão de saída e a 
corrente estão perfeitamente alinhadas. O inversor possui um 
computador de bordo que analisa a frequência da onda da rede e 
"corrige" tensão e frequência provindas do gerador. Os sistemas 
fotovoltaicos de conexão à rede são caracterizados por estarem 
integrados à rede elétrica que abastece a população. Diferente dos 
sistemas isolados que atendem a um propósito específico e local, 
estes sistemas também são capazes de abastecer a rede elétrica 
com energia que pode ser utilizada por qualquer consumidor 
da rede.
Sistemas de conexão à rede podem ser utilizados tanto para 
abastecer uma residência, ou então simplesmente produzir 
e injetar a energia na rede elétrica, assim como uma usina 
hidroelétrica ou térmica.
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Dimensionando o Inversor Grid Tie
Assim como o dimensionamento do inversor para sistemas 
isolados, faz-se necessária uma análise da necessidade de 
produção de energia em função do consumo (carga), a escolha 
dos painéis, e sua forma de instalação (como mostrado nas 
páginas 27 e 28 deste guia). 
De posse desses valores, será possível calcular o número e 
potência dos inversores.
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Fiação para Sistema Solar Fotovoltaico
Utilize somente fiação de qualidade comprovada e dentro das normas da ABNT e com aprovação do Inmetro. Fios de baixa qualidade 
ou fora de especificação irão comprometer o rendimento do sistema, provocando perda de energia, aquecimento e mau contato. Veja 
na tabela abaixo a bitola de fio a ser utilizada x a distância e amperagem de seu sistema. A recomendação é para fio flexível, singelo 
com perda máxima até 5% para tensão em 12 Vdc. Para sistemas em 24 Vdc multiplique a distância por 2.
Conectores
Os conectores para instalação de sistema 
solar fotovoltaico são específicos.
Os mais utilizados são o MC4
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EstruturaMetálica para Fixação dos Módulos Fotovoltaicos
Considerando-se que um sistema solar fotovoltaico tem duração aproximada de 20 anos, torna-se importante que o material 
utilizado para fixação dos módulos seja de excelente qualidade, grande durabilidade, e leve, a fim de não gerar carga extra aos 
telhados e estruturas existentes.
Recomenda-se o uso de alumínio, preferencialmente junto a empresas que desenvolvem produtos voltados à energia solar, e que 
garantam a perfeita fixação, prevenindo-se possíveis danos ao sistema em caso de ventos fortes e demais intempéries.
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Os principais eventos associados ao desenvolvimento dos equipamentos de conversão da energia solar fotovoltaica podem ser visualizados na figura ao lado.
O efeito fotovoltaico foi descoberto por Edmond Becquerel em 1839.Em 1873, Willoughby Smith descobriu o efeito fotovoltaico 
em sólidos com o selênio. A produção da primeira célula fotovoltaica neste metal veio quatro anos mais tarde, com W. G. Adams e 
R.E. Day. Em 1904 Albert Einstein publicou um artigo sobre o efeito fotovoltaico, ao mesmo tempo em que divulgava ao mundo sua 
teoria da relatividade. E foi com a explicação do efeito fotovoltaico que Einstein ganhou seu primeiro Prêmio Nobel, em 1923.
O primeiro agente impulsionador desta tecnologia foi a necessidade de empresas do setor de telecomunicações encontrar fontes de 
energia para sistemas instalados em localidades remotas. O segundo foi a chamada “corrida espacial”. A célula solar fotovoltaica era, 
e continua sendo o meio mais adequado para abastecer equipamentos eletrônicos no espaço.
Em 1973 a crise do petróleo renovou e ampliou o interesse por aplicações terrestres da tecnologia fotovoltaica. Empresas 
americanas do petróleo começaram a gerar e investir em energia solar.
Em 1998 a produção mundial de céluas fotovoltaicas atingiu a marca de 150MWp.
Em 2009 a China já ocupava a liderança na fabricação de módulos.
Embora abundante na Terra, a energia solar fotovoltaica ainda é pouco utilizada.
Capítulo VIII
Historia e Situacao Atual da Energia 
Solar Fotovoltaica no Mundo
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Abaixo, Evolução da potência instalada em 
sistemas fotovoltaicos no mundo (EPIA 2013)
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ALanterna Solar é um modelo reduzido de um sistema fotovoltaico completo. Ela contém os mesmos componentes em versão simples: um painel solar, 
uma bateria (pilha recarregável), um aparelho (carga - lâmpada LED), um 
controlador da carga (diodo) e um inversor (composto pelo micro chip e indutor).
Nesta oficina você irá compreender melhor, para multiplicar melhor, como 
funciona um sistema solar. E diferentemente de um sistema solar fotovoltaico 
isolado, devido a suas proporções, a lanterna poderá ser apresentada em eventos 
públicos a título de demonstração.
Capítulo IX
OFIcina de Lanterna Solar
Placa PCB com chip, 
Painel Solar, Interruptor, 
Pilha Recarregável, 
Lâmpada LED, Diodo, 
Indutor de 100MHz e 
Suporte da Pilha
Elementos do sistema fotovoltaico isolado
Elementos da lanterna solar
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A solda
Soldar é o método utilizado para unir duas partes de metal (cobre, ferro..), com ajuda de um terceiro metal para a fusão 
(neste caso, estanho).
Antes de iniciar a solda, certifique-se que todas as partes estejam limpas e livres de impurezas, e que a voltagem do ferro 
de solda seja o mesmo da corrente elétrica em que estiver trabalhando (110/220V)
EstanhoFerro de Solda
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O primeiro elemento é a lâmpada LED
Ela tem duas pernas: a mais longa é positiva (+), e a mais curta é negativa (-).
Insira as pernas em seus respectivos orifícios LED+ e LED -, indicados na placa.
Deixe aproximadamente 8mm entre a placa e o LED. 
Na parte de baixo, dobre as pernas para mantê-las na posição durante a solda.
Solde uma perna de cada vez, tomando cuidado para aquecer as partes a serem 
soldadas antes de colocar o fio de estanho.
Espere alguns minutos para a soldagem esfriar, vire a placa e corte as pernas que 
estavam dobradas no lado de baixo, usando um cortador de unhas ou alicate.
Dobre as pernas do Led até que estejam em 90 graus.
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O próximo elemento é o Indutor
Junto ao pequeno chip negro (fixado à placa), transforma a voltagem de 1,2V da pilha, 
em 3,6V do LED.
O Indutor não tem polaridade, então não devemos nos preocupar com os polos 
negativo e positivo. Coloque-o nos pequenos orifícios próximos ao chip negro. Pelo lado 
de baixo, dobre as pernas para deixá-lo no local exato a ser soldado. Após a solda, vire 
do lado oposto e corte a sobra das pernas.
Nosso terceiro elemento é o Diodo
Ele evita que o fluxo de energia retorne à Placa Solar durante a noite.
Ele tem polaridade. Portanto, o lado com a linha cinza, deve ser inserido no orifício B+, 
e o outro no PV+.
O próximo passo é cortar pequenos pedaços de cabo
Você pode consegui-los cortando o excesso dos cabos que vem no suporte da pilha. 
Não se esqueça de cortar as pontas. Use um cortador de unhas ou alicate.
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A placa solar
Você vai precisar de dois pedaços de cabos. 
Use um pedaço vermelho no contato (+), e um pedaço preto no contato (-).
Encoste a ponta do ferro de solda por alguns segundos nos elementos, e somente 
depois de aquecidos, coloque o fio de solda.
Solde o cabo vermelho no contato PV+ , e o preto no PV- da placa.
O interruptor
Ele é composto por muitas partes plásticas. Para que ele não derreta com o calor do ferro 
de solda, lixe os orifícios com uma lixa de unhas, coloque um pedaço de fio em cada orifício 
e solde por no máximo 3 segundos. 
Não importa a posição dos fios. Caso seu interruptor tenha três orifícios, solde um fio no 
orifício central e outro numa das extremidades.
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Agora, solde as pontas dos fios nas linhas vermelhas marcadas na placa. 
Não importa a ordem, de acordo com a imagem ao lado.
Pilha Recarregável
Para finalizar, vamos soldar a pilha.
Retire a pilha do suporte antes da solda. 
Solde a ponta vermelha do cabo no contato (B+) e a ponta negra no contato (B-) da placa. 
Após a solda, insira a pilha no suporte e fixe-a com um pedaço de fita . Cheque se todos 
os pontos de solda estão firmes, organize os elementos e teste o Interruptor, caso sua 
pilha esteja carregada, o LED irá acender. Se não acender, coloque a placa solar por 
alguns minutos sob a luz do sol e teste novamente , ligando e desligando o interruptor. 
Caso o problema persista, troque a pilha. E se ainda assim persistir, reveja todos os 
pontos de solda, refaça os que não estiverem firmes e brilhantes.
O ideal é que o sistema seja deixado sob a luz solar por algumas horas para a carga 
completa da pilha.
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Pronto, sua lanterna solar está pronta para ser usada!
Mas, não esqueça que ela deverá ser carregada no mínimo durante uma hora sob a 
luz solar direta para cada hora de luz do LED.
Se ela estiver sendo carregada através da janela de vidro, o carregamento será um 
pouco mais lento.
Quando a bateria estiver completamente carregada, você terá seis horas de luz.
E lembre-se que as pilhas recarregáveis comportam até 1.000 recargas.
Agora, é usar a criatividade para escolher um objeto que receberá sua lanterna!
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Além de aquecer a água do banho, gerar energia elétrica, suprir de energia equipamentos espaciais e secar roupa no varal, a energia do Sol pode ser usada para cozinhar alimentos.
Os primeiros registros encontrados sobre fogões solares, datam do Século Dezoito.
Capítulo X
OFIcina de Cozinha Solar
Fogão Parabólico Moderno Livro de 1882
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Desde que descobriu o fogo, o homem passou a cozinhar seu alimento.
Primeiro usava-se lenha, e depois combustíveis fósseis.
Ainda nos dias de hoje, milhares de pessoas continuam usando madeira para cozinhar seus 
alimentos, principalmente os habitantes de regiões afastadas no Brasil, Índia e África.
Afumaça gerada pela queima da lenha causa inúmeros problemas de saúde, e em algumas 
regiões se torna cada vez mais difícil encontrar galhos secos que sirvam para alimentar os fogões.
A maior parte da humanidade usa energia elétrica oriunda de combustíveis fósseis para cozinhar. 
Uma outra parte também usa combustíveis fósseis, dois tipos de gases:
GÁS BUTANO
É o conhecido gás de cozinha. O butano é um combustível gasoso derivado do petróleo utilizado 
principalmente para cozinhar e em isqueiros. Ele é misturado com o gás propano e vendido 
comercialmente como GLP, ou gás de petróleo liquefeito. GPL é usado em veículos e aparelhos de 
aquecimento também
GÁS NATURAL
O gás natural é um combustível usado para aquecer edifícios, cozinhar alimentos, e até mesmo 
para ajudar a produzir eletricidade. Às vezes é chamado de combustível. Mas não confunda isso 
com a gasolina que roda de seu carro. A gasolina é um líquido enquanto o gás natural é um gás, 
mesmo ambos podendo ser usados em carros que são capacitados para isso.
O gás natural é composto por uma mistura de gases que se formaram a partir de restos fósseis 
de plantas e animais antigos enterrados no fundo da terra. O principal ingrediente de gás natural 
é o metano.
Agora, é usar a criatividade para escolher um objeto que receberá sua lanterna!
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O forno solar
O forno solar é um tipo de forno descrito por Nicholas de Saussure por 
volta de 1770 e criado por Horace de Saussure em 1767. É constituído de 
uma caixa com fundo preto e tampa de vidro, com abas refletoras. O fundo 
preto absorve a luz solar e converte-a em radiação infravermelha, que não 
passa pela tampa de vidro, criando o efeito estufa. Desta forma, possui a 
capacidade de atingir 150ºC, cozinhando qualquer alimento sem dificuldade
O forno solar não usa gás, nem lenha, nem energia elétrica: o calor que 
cozinha o alimento vem diretamente do sol, cujos raios multiplicam-se ao 
encontrar as superfícies espelhadas do forno.
Claro que, apesar de atingir temperaturas surpreendentes, possibilitando 
assar um bolo em uma hora e meia, o forno solar é totalmente dependente 
da condição climática .
Mas, em regiões pobres, principalmente na África, onde o sol é constante e 
a lenha responde por quase 100% da energia consumida, os fornos solares 
podem provocar uma verdadeira revolução. 
A lenha tem pelo menos dois grandes problemas associados ao seu uso 
como fonte de energia: sua "colheita" destrói ecossistemas e sua queima 
libera gases de carbono, que poluem o ar e intensificam o efeito estufa. 
O forno solar não só é capaz de cozinhar sem poluir como também esteriliza 
a água em meros 20 minutos, quando atinge 65 ºC, temperatura necessária 
para matar todos os microorganismos capazes de causar alguma doença.
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Fogão solar parabólico
O modelo em formato parabólico usa a angulação de 90º para 
melhor aproveitamento dos raios solares que são refletidos na 
superfície aluminizada para um ponto focal, que no caso é o fundo 
da panela.
A temperatura pode atingir 120ºC, e em dias claros com sol forte, 
ferve-se 3 litros de água em até 10 minutos.
É o modelo mais rápido e eficiente. Quanto maior for sua superfície, 
maior também será sua potência. 
Lembramos que o Sol derrama 1.oooW por metro quadrado em 
horário de pico.
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Fogão solar painel 
O modelo painel é muito simples, rápido de execução, eficiente (caso se 
adote o uso de panelas pretas bem vedadas). O tempo médio de cocção 
do alimento depende da radiação solar disponível no momento, e caso 
adequada, cozinha meio quilo de arroz em 50 minutos.
No Quênia, com o mesmo valor usado para comprar carvão, donas de 
casa podem comprar este montante de alimentos. Figura ao lado.
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56 www.greenpeace.org
Cepel / Cresesb - www.cresesb.cepel.br
Wikipedia - www.wikipedia.org
Empresa Sun Lab Power - www.sunlab.net.br
Organização America do Sol - www.americadosol.org
ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica - www.aneel.gov.br
Greenpeace Brasil - www.greenpeace.org.br
Guia Prático formulado para atender aos treinamentos do 
Projeto Multiplicadores Solares do Greenpeace Brasil
Vânia Stolze
Consultoria e Treinamentos em Energia Solar
Rio de Janeiro, 24 de fevereiro de 2015.
fontes de 
pesquisA
57 www.greenpeace.org
VocE escolheu ser um 
Multiplicador Solar
Compilamos muitas informações nessa apostila para 
que você possa criar ferramentas, articular eventos 
de multiplicação deste conhecimento e espalhar o 
conhecimento sobre energia solar no Brasil!
Vamos, juntos, promover a Revolução Solar!