Curso Energia fotovoltaica MODULO 2 - SENARGO

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MÓDULO 2
SISTEMA 
CONECTADO 
À REDE
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Agora que já sabemos as principais diferenças entre os dois sistemas de geração 
de energia solar e os componentes fundamentais de cada um, vamos entrar mais a 
fundo, primeiramente no sistema conectado à rede. 
Neste módulo, aprenderemos sobre o funcionamento e as 
características do sistema on-grid como um conjunto e 
também de maneira individual, detalhando seus dois principais 
componentes: o inversor interativo e o medidor bidirecional. 
Por fim, vamos mostrar um exemplo de dimensionamento com 
painéis fotovoltaicos e um inversor interativo para uma residência 
em Goiânia-GO. 
AULA 1 – QUANDO UTILIZAR 
O SISTEMA ON-GRID?
A partir de agora, vamos conhecer todo o processo, desde a captação da luz solar até a 
medição da energia elétrica que é lançada na rede. Relacionaremos os equipamentos 
que fazem esse sistema operar, colocando-os em sequência conforme o esquema 
residencial a seguir:
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Primeiramente, a radiação solar é convertida em eletricidade por meio das células 
fotovoltaicas.
CONVERSÃO
Essa energia segue para o inversor — neste caso, chamaremos de inversor grid tie, ou 
interativo —, que recebe a energia em corrente contínua (CC) e a transforma em energia 
elétrica de corrente alternada (CA). Esse equipamento também age como misturador 
de energia. Isso significa que é possível uma senhora utilizar um secador de cabelo 
que esteja, em algum momento, consumindo energia fornecida pela rede pública, bem 
como, em outro instante, o mesmo aparelho ser abastecido pela energia oriunda dos 
painéis fotovoltaicos. Assim, essa energia alimentará inteiramente a rede da unidade 
consumidora.
INVERSOR
Neste vai e vem de eletricidade, caso a potência gerada pelos módulos solares seja maior 
do que o consumo dos aparelhos que estiverem ligados ao mesmo tempo, haverá um 
saldo de energia. Essa quantidade lançada na rede será registrada como “injetada”.
BAIXO 
CONSUMO
Se houver mais consumo do que geração, essa energia será contabilizada como 
“consumida”. O medidor bidirecional, aparelho que faz os registros descritos 
anteriormente, deve ter essa capacidade de medir a energia elétrica fluindo nos dois 
sentidos (entrada e saída).
ALTO 
CONSUMO
Acompanhe o mecanismo de funcionamento do sistema:
MECANISMO
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Infelizmente, o valor monetário da conta de luz não 
chega a zero, porque a distribuidora cobra uma 
taxa mínima: o chamado custo de disponibilidade, 
ou seja, um valor mínimo estipulado, conforme a 
classificação da unidade consumidora, pela oferta de 
energia elétrica.
ANÁLISE
Grid tie: termo em inglês que significa “conectado à rede elétrica da distribuidora”, assim como 
on-grid.
Conhecido também como grid tie, o sistema fotovoltaico conectado à rede é o mais 
comumente utilizado para aplicações residenciais, comerciais e industriais onde, 
claro, há rede pública de energia nas proximidades.
Em sistemas on-grid, quase sempre utilizados para residências, a conta de luz chega 
com os dois valores de energia já citados. 
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
A principal vantagem de um sistema fotovoltaico conectado à rede em relação a um 
isolado (off-grid) é a não utilização de baterias. Essa, porém, também é sua principal 
desvantagem. Que paradoxo, não? Vejamos a explicação:
Não haver necessidade de uso de baterias torna essa opção bem mais barata 
do que uma independente da rede.
Do ponto de vista do armazenamento e do transporte, não ser necessário 
utilizar uma grande quantidade de baterias é muito mais prático.
Caso as baterias não sejam muito bem dimensionadas, acabamacabarão 
tendo uma vida útil bem breve.
x Entretanto, não ter baterias significa estar à mercê da concessionária, ainda mais nos tempos atuais, em que muitas regiões do estado sofrem com falta 
de energia, pois automaticamente, no momento em que houver a queda de 
energia, o inversor on-grid desligará todo o sistema fotovoltaico por questão 
de segurança.
AULA 2 – COMPONENTES > 
INVERSOR
O inversor grid tie é um dispositivo 
utilizado em sistemas fotovoltaicos 
conectados à rede elétrica que 
possui duas funções principais:
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
1. Conversão da eletricidade gerada pelos painéis solares de tensão/corrente contínua 
(CC) para tensão/corrente alternada (CA).
2. Possibilidade de abastecimento da rede elétrica caso haja excedente de produção 
comparado ao consumo.
Além das utilidades já conhecidas, indo mais a fundo nesse componente, devemos 
saber que ele tem também os seguintes usos:
Sincronização da rede de energia da unidade consumidora na 
mesma frequência, em hertz, e na mesma tensão de saída, em 
volts, em que se encontra a rede da concessionária, ou seja, a 
energia produzida é exatamente igual à energia da rede elétrica 
que recebemos da concessionária.
Desconexão do sistema fotovoltaico local da rede pública 
de energia por motivo de manutenção ou por alguma falha 
de distribuição, pois, caso haja corte de fornecimento da 
concessionária, o sistema de geração distribuída não deverá, em 
hipótese alguma, injetar energia na rede fora de funcionamento 
(segurança).
Lembre-se, antes de escolher seu inversor, de que 
as distribuidoras exigem o registro no Inmetro para a 
homologação do seu projeto.
Então, procure a informação dos modelos que são 
aprovados no próprio site da instituição antes, pois, 
mesmo que opte por um modelo de ótima qualidade, 
se não houver a chancela do Inmetro, nada feito.
É interessante que o inversor seja instalado próximo ao quadro de distribuição 
elétrico, em um local de fácil acesso, amplo e ventilado, assim há facilidade para 
possíveis manutenções e não há risco de superaquecimento. 
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Não instale o inversor próximo a nenhum produto 
inflamável.
CARACTERÍSTICAS
O inversor solar é calculado de acordo com a potência dos painéis que foram 
previamente dimensionados. Normalmente, tem-se um inversor com potência um 
pouco superior à das placas.
Vale a pena entender do que tratam alguns dos principais itens citados na folha de 
dados de cada modelo de inversor grid tie, sobretudo porque nesse aparelho há o 
maior número de defeitos relatados pelos usuários. Confira:
Corrente máxima de entrada
Quantidade máxima de corrente contínua que o inversor pode receber.
Corrente máxima de saída
Quantidade máxima de corrente alternada que o inversor pode fornecer.
Quantidade de MPPT (modulação por pulsos)
Essa tecnologia busca sempre o ponto de máxima potência de operação 
do inversor, pois durante o dia há constante alteração da irradiação solar. 
A grande maioria dos inversores grid tie possui 1 MPPT. Caso seu telhado 
tenha várias águas (inclinações em diferentes direções) ou haja muito 
sombreamento sobre os painéis, é fundamental que seu inversor possua 2 
MPPTs ou mais; caso contrário, o seu sistema fotovoltaico será ineficiente.
Faixa de operação MPPT (modulação por pulsos)
Há um intervalo de tensão de entrada em corrente contínua em que o inversor 
deve operar. Há um valor mínimo e um valor máximo a serem respeitados.
Potência nominal de saída
Significa a potência máxima de saída do aparelho, ou seja, a potência que irá 
abastecer os equipamentos alimentados com corrente alternada.
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Tensão nominal de saída
Quer dizer em qual padrão de tensão o inversor grid tie será ligado. 
Geralmente, em Goiás, tem-se saída tipo monofásica de 220 V para residências 
e saída tipo trifásica de 380 V para indústrias agropecuárias ou locais que 
utilizem maquinário.
Eficiência máxima
Há sempre perda energética no processo de transformação de corrente 
contínua para alternada, que normalmente reduz a eficiência da geração 
energética, comumente, entre 4% a 6%. Saiba que inversores com eficiência 
inferior a 94% são de baixa qualidade e que há inversores com eficiência 
superior a 98%.
Grau de proteção IP
São padrões internacionais de níveis de proteção para classificar e avaliar a 
eficáciado equipamento contra poeira, contato acidental e água. A maioria dos 
inversores é classificada para instalação ao ar livre com IP45 (sem proteção 
contra poeira) ou IP65 (à prova de poeiras), ou seja, os inversores em uma 
propriedade rural devem ter grau de proteção IP65; caso contrário, terão sua 
eficiência comprometida.
MPPT: MPPT é a sigla, em inglês, para maximum 
power point tracking, que significa “ponto rastreador 
de potência máxima”.
 AULA 3 – COMPONENTES > 
MEDIDOR BIDIRECIONAL
O medidor de energia bidirecional é um componente do sistema fotovoltaico que 
tem a função de medir o consumo e a geração de energia elétrica. Porém, a depender 
do momento do dia em que observamos a tela do medidor, há variação nos valores 
registrados. 
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Por quê?
Entenda a seguinte situação:
• Seu sistema fotovoltaico conectado à rede começa a operar nos 
primeiros raios de luz, pela manhã. Nesse horário, no qual as pessoas 
acordam, tomam banho, comem o café da manhã, é natural que haja 
um elevado consumo ante o início da geração.
• Com o decorrer do dia, principalmente próximo ao meio-dia (Sol a pino), 
a maioria das pessoas já saiu de suas residências, então, ao contrário 
da manhã, tem-se uma produção de energia superior ao consumo.
• Porém, com o entardecer, quando a maioria das pessoas retorna à 
casa, há aumento do consumo, pois tomam banho, jantam, assistem à 
televisão… e a geração se encerra com o pôr do sol. É um ciclo que varia, 
obviamente, de acordo com a nebulosidade e a chuva de cada dia.
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Para ilustrar a situação, segue um gráfico:
Fonte: https://0201.nccdn.net/1_2/000/000/136/859/Guia-Self-Solar-01.08.2018.pdf 
Por fim, se o leitor entender os dados da conta de luz após o funcionamento de um 
sistema fotovoltaico on-grid, o famoso sistema de compensação de energia, ficará 
fácil perceber que geralmente em pouco tempo o investimento se paga.
CALCULANDO SUA CONTA DE LUZ
Vamos ao seguinte exemplo:
https://0201.nccdn.net/1_2/000/000/136/859/Guia-Self-Solar-01.08.2018.pdf
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Abaixo, mostram-se os dados energéticos de uma propriedade rural entre os meses 
de maio e julho (período de seca). 
No mês de maio, houve consumo de 850 kWh (coluna 2) e geração de 861 kWh (coluna 3), 
ou seja, houve um excedente produzido de 11 kWh, que devem ser creditados na conta do 
mês seguinte, no caso, junho.
MAIO
Seguindo esse raciocínio, no mês de junho, o consumo foi igual à produção de energia 
fotovoltaica, ambos com 890 kWh. Nesses dois períodos, o consumidor pagou somente 
a tarifa mínima estipulada (coluna 6), pois, mesmo que haja muito mais geração do 
que consumo, sempre haverá o custo de disponibilidade do sistema de transmissão e 
distribuição.
JUNHO
Entretanto, em julho houve aumento do consumo na fazenda, com um deficit de 110 kWh. 
Nesse caso, os 11 kWh excedentes produzidos em maio foram usados para abater a conta 
a ser paga do mês sete.
JULHO
VAMOS ÀS CONTAS
Sabendo que o valor do kWh na região equivale a R$ 0,47 para uma residência rural, 
temos a seguinte situação em julho:
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Repare na diferença entre a fatura sem e com uso de energia fotovoltaica nas colunas 
de 5 a 6. Grande, não é verdade?
Quantidade de energia consumida no 
mês = 960 kWh
Quantidade de energia gerada no mês = 
850 kWh
Excedente produzido em maio e não 
utilizado em junho = 11 kWh
Custo de cada kWh consumido = R$ 0,47
Logo: (960 – 850 –11) x R$ 0,47 
Valor a pagar = R$ 46,53
Assim como os inversores, os medidores 
bidirecionais também deverão ter registro 
no Inmetro; caso contrário, seu sistema 
fotovoltaico não será homologado pela 
concessionária, configurando fraude.
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
CARACTERÍSTICAS
No visor do medidor, há dois códigos e um valor específico para cada um. Acompanhe:
Código 03: indica a quantidade de energia 
consumida, também conhecida como energia 
ativa direta (kWh).
Código 103 ou 55: mostra o valor da energia 
injetada, também chamada energia ativa 
reversa (kWh).
Fonte: https://microgeracaofv.wordpress.com/2018/07/09/saiba-como-fica-a-sua-
conta-de-energia-eletrica-apos-a-instalacao-do-seu-sistema-solar-fotovoltaico/
https://microgeracaofv.wordpress.com/2018/07/09/saiba-como-fica-a-sua-conta-de-energia-eletrica-apos-a-instalacao-do-seu-sistema-solar-fotovoltaico/
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Número de fios condutores que passam pelo medidor. Varia de um (monofásico) a três 
(trifásico).
NÚMERO 
DE FASES
Na hora da instalação, fique atento e peça as 
orientações necessárias ao profissional que estiver 
realizando o serviço.
Sendo um medidor bidirecional, devem-se notar alguns aspectos importantes na 
folha de dados, como:
Temperaturas mínima e máxima de operação. Temperaturas muito elevadas, além de 
diminuírem a eficiência, podem ocasionar acidentes.
FAIXA DE 
TEMPERATURA
Significa a corrente da rede máxima que o medidor suporta.
CORRENTE 
MÁXIMA
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Frequência da rede para a qual o medidor foi projetado. Normalmente fica entre 50 
Hz e 60 Hz.
FREQUÊNCIA 
NOMINAL
Corrente da rede para a qual o medidor foi dimensionado.
CORRENTE 
NOMINAL
Tensão da rede para a qual o medidor foi projetado.
TENSÃO 
NOMINAL
É comum o usuário se confundir com os 
dados de energia mostrados no inversor e 
no medidor. No inversor, pode aparecer a 
quantidade de energia gerada pelo sistema 
fotovoltaico, enquanto no medidor você tem 
a quantidade de energia que foi injetada 
na rede. É normal que esses valores sejam 
diferentes, pois parte da sua produção de 
energia é consumida diretamente em sua 
residência. Esta propriedade é conhecida 
como autoconsumo.
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
AULA 4 – EXEMPLO DE 
APLICAÇÃO ON-GRID
Vamos supor que determinado fazendeiro, cuja propriedade fique perto de Goiânia, 
queira instalar um sistema fotovoltaico conectado à rede. E mais: a título de 
comparação de potencial fotovoltaico, vamos calcular o mesmo sistema para uma 
pessoa que more na cidade de Chapecó, em Santa Catarina.
De modo simplificado, vamos seguir as etapas:
Atualmente, só temos a opção de gerar créditos de energia para faturas 
seguintes da mesma unidade consumidora ou outra com mesmo CPF/
CNPJ. 
Porém imagine, daqui a algum 
tempo, poder vender esses 
créditos de energia para a 
concessionária ou para outro 
consumidor. Será que teremos 
essa possibilidade algum dia?
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Neste caso específico, temos a média de 850 kWh por mês. 
De posse desse número, assumimos um valor diário, ou seja, dividimos esse consumo 
por 30 dias.
Logo, temos 850 kWh / 30 = 28,33 kWh, que representam o consumo médio diário. 
É necessário saber a média 
mensal de consumo de 
energia em kWh para o 
dimensionamento. Esses 
dados estão todos na fatura 
da conta, basta somar todos 
os consumos mensais e dividir 
pelo número de meses. 
IRRADIAÇÃO SOLAR DIÁRIA MÉDIA
Outro dado importante é saber o período de exposição solar na localidade desejada. 
Isso faz toda a diferença!
Para tanto, podemos entrar no site do Cresesb (Centro de Referência para Energia 
Solar e Eólica), no endereço www.cresesb.cepel.br.
Neste exemplo, inserimos as seguintes coordenadas (retiradas do serviço Google 
Maps):
AVALIAÇÃO DA CONTA DE ENERGIA
http://www.cresesb.cepel.br
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
QUANTIDADE DE PAINÉIS
De posse desses dois resultados (consumo médio diário e tempo de exposição), 
podemos encontrar a demanda prevista de pico, que será o resultado entre o 
consumo médio diário e o tempo de exposição ao Sol:
Se compararmos esses dados com os de um agricultor que reside próximo à região de 
Chapecó, no oeste do estado de Santa Catarina, teremos:
Note que em Goiânia há, em média, 12% mais exposição de luz solar do que em 
Chapecó. 
Goiânia (GO): 28,33 kWh / 5,47 h = 5,18 kWp 
Para o agricultor catarinense, esse valor seria:
Chapecó (SC): 28,33 kWh / 4,87 h = 5,82 kWp 
DEMANDA PREVISTA
Há inúmeros modelos e fabricantes diferentes no mercado.Prosseguiremos com um 
painel do seguinte modelo:
• Potência = 260 W
• Dimensão = 1,60 m x 1,00 m
• Células por módulo = 60 unidades
• Eficiência = 16%
• Peso = 18 kg
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Logo, se dividirmos a demanda prevista de pico pela potência individual do painel, 
chegaremos à quantidade total.
Assim, fica fácil entender que, no estado de Goiás, em praticamente toda a sua 
extensão territorial, tratando-se de dimensionamento de sistemas fotovoltaicos, é 
mais barato gerar a mesma quantidade de energia solar do que em Santa Catarina, 
estado pioneiro na tecnologia. Frisando o que já foi demonstrado por meio de números: 
há grande potencial em solo goiano! 
Poderíamos ter elegido outro tipo de painel 
completamente diferente do escolhido. 
Para a decisão correta, devemos levar em 
conta o espaço do local, a qualidade do 
material, o preço de mercado, a eficiência 
energética, enfim, todas as características 
detalhadas para a otimização do sistema.
Lembre-se de que, quanto mais eficiente 
é o painel solar, melhor é a célula usada 
para construí-lo e mais energia solar ele 
gera por área.
CÁLCULO DO INVERSOR GRID TIE
Para um simples dimensionamento de inversor, costuma-se selecionar uma potência 
um pouco acima da potência total das placas.
Por exemplo, se temos 5,2 kWp, escolhemos 
um inversor de 6 kW, que é um valor 
comercial próximo a 5,2 kW.
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Se o dimensionamento fosse em uma residência nova, deveríamos tomar como 
premissa o valor de todos os equipamentos consumidores de energia para determinar 
a demanda de pico prevista.
Vale lembrar que ainda nos faltam alguns itens para fechar o custo do nosso sistema, 
como projeto, cabos, conectores, estrutura de apoio dos painéis e mão de obra para 
instalação.
Para que seja feito um bom 
dimensionamento, temos que checar 
os detalhes de cada modelo disponível 
no mercado para saber qual se adapta 
melhor às características do local no qual 
será instalado e à relação custo-benefício 
que desejamos.
Os sistemas conectados à rede parecem ser muito atrativos, não é mesmo? 
Acesse o curso no AVA e assista aos vídeos indicados para 
entender os principais pontos que precisam ser levados em 
consideração.
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
ATIVIDADES DE 
APRENDIZAGEM
Convidamos você a fazer as atividades de aprendizagem referentes ao Módulo 2. Leia 
com atenção os textos antes de responder às perguntas.
Você pode conferir as questões do módulo aqui na apostila, 
mas lembre-se de que deverá acessar o AVA e enviar suas 
respostas obrigatoriamente por lá.
Você terá duas tentativas, e o próximo módulo só será 
liberado após a conclusão da atividade.
Questão 1 | Um inversor interativo, localizado em área externa de uma propriedade 
rural, deve possuir um grau de proteção IP65:
a) Devido a descargas atmosféricas, que são mais frequentes no campo.
b) Por causa da constante exposição a poeira e chuva.
c) Por que somente a partir desse valor é possível lançar o excedente na rede.
d) Pela possibilidade de queda de árvore sobre o sistema fotovoltaico.
Questão 2 | Qual potência de painel se ajusta melhor a uma propriedade rural 
localizada no município de São Miguel do Araguaia?
a) 160 W.
b) 330 W.
c) 150 W.
d) ) Cada situação deve ser analisada de acordo com a necessidade do local e os 
modelos disponíveis no mercado.
Questão 3 | Um sistema on-grid cuja geração é maior do que o consumo de energia 
elétrica não está com o valor da conta de luz zerado, embora tenha injetado mais 
energia na rede pública do que consumido. Esse fato se deve a:
a) Erro da concessionária.
b) Custo de disponibilidade de uso da rede pública, ou seja, taxa mínima.
c) Falha no dimensionamento do sistema fotovoltaico.
d) Imposto cobrado sobre aproveitamento de energia solar.
ecm_n
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ecm_n
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ecm_n
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ENERGIA FOTOVOLTAICA
Questão 4 | A conta de luz de uma propriedade rural pode ser gerada com valor 
zerado caso o sistema utilizado na residência seja:
a) On-grid, com geração de energia maior do que o consumo.
b) Conectado à rede, com geração de energia maior do que o consumo.
c) Off-grid, pois é o único no qual há independência da conta de luz, ou seja, não 
se paga pela energia consumida.
d) Grid tie, com geração de energia igual ao consumo.
ecm_n
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