APOSTILA DE ENERGIA SOLAR EDUCAPRO

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Sumário 
INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................................................... 2 
Vantagens fundamentais: ........................................................................................................................................................ 4 
Principais aplicações: ............................................................................................................................................................... 4 
O RECURSO SOLAR ................................................................................................................................................................... 5 
ENERGIA SOLAR NO MUNDO E NO BRASIL .............................................................................................................................. 9 
COMPOSIÇÃO FÍSICAS DOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS ...................................................................................................... 13 
Existem três tipos de células, conforme o método de fabricação. ........................................................................................ 15 
Fabricação dos módulos fotovoltaicos: .................................................................................................................................. 15 
Etapas do processo de fabricação do módulo: ...................................................................................................................... 17 
COMPOSIÇÃO FÍSICAS DOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS (Continuação) .............................................................................. 18 
Exemplos de Maquinas para fabricação em pequena escala................................................................................................. 18 
Características elétricas dos módulos fotovoltaicos .............................................................................................................. 21 
Parâmetros externos que afetam as características elétricas: .............................................................................................. 23 
Garantias de Módulos Fotovoltaicos ..................................................................................................................................... 26 
Características Elétricas dos módulos fotovoltaicos .............................................................................................................. 26 
Registro Inmetro .................................................................................................................................................................... 28 
Caixa de conexões dos módulos fotovoltaicos....................................................................................................................... 30 
Terminais Fotovoltaicos ......................................................................................................................................................... 30 
Diodo de desvio (by-pass) ...................................................................................................................................................... 31 
Diodo de bloqueio .................................................................................................................................................................. 32 
SISTEMAS FOTOVOLTAICOS: CLASSIFICAÇÃO ........................................................................................................................ 34 
ORIENTAÇÃO E INCLINAÇÃO DO GERADOR FOTOVOLTAICO................................................................................................. 36 
Inclinação 38 
MONTAGEM DA ESTRUTURA DE SUPORTE DOS MÓDULOS .................................................................................................. 39 
INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS ON-GRID ................................................................................................................................. 41 
Benefícios dos Sistema On-Grid ............................................................................................................................................. 43 
Desvantagens dos Sistemas On-Grid ...................................................................................................................................... 43 
DIAGRAMA BÁSICO DE UM SISTEMA ON-GRID E SISTEMA DE MEDIÇÂO .............................................................................. 43 
INVERSORES ON-GRID ............................................................................................................................................................ 45 
TIPOS DE INVERSOR ON-GRID ................................................................................................................................................ 46 
PRINCIPAIS CARACTERISTICAS A OBSERVAR EM UM INVERSOR ............................................................................................ 48 
COMPONENTES DE PROTEÇÃO .............................................................................................................................................. 50 
ATERRAMENTO ...................................................................................................................................................................... 52 
DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO À REDE ...................................................................... 54 
PR – Coeficiente de desempenho .......................................................................................................................................... 55 
 
 
 
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INTRODUÇÃO 
 
 O aproveitamento da energia gerada pelo Sol, inesgotável na escala terrestre de tempo, 
tanto como fonte de calor quanto de luz, é hoje uma das alternativas energéticas mais 
promissoras para prover a energia necessária ao desenvolvimento humano. Quando se 
fala em energia, deve-se lembrar de que o Sol é responsável pela origem de praticamente 
todas as outras fontes de energia na Terra. Em outras palavras, as fontes de energia são, 
em última instância, derivadas, em sua maioria, da energia do Sol. 
 É a partir da energia do Sol que se dá a evaporação, origem do ciclo das águas, que 
possibilita o represamento e a consequente geração de eletricidade (hidroeletricidade). A 
radiação solar também induz a circulação atmosférica em larga escala, causando os 
ventos. Assim, também a energia eólica é uma forma indireta de manifestação da energia 
solar, já que os ventos se formam a partir da conversão da radiação solar em energia 
cinética, em função de um balanço diferenciado nas diferentes latitudes entre a radiação 
solar incidente e a radiação terrestre emitida. Petróleo, carvão e gás natural foram gerados 
a partir de resíduos de plantas e animais que originalmente obtiveram do recurso solar a 
energia necessária ao seu desenvolvimento. É também através da energia do Sol que a 
matéria orgânica, como a cana-de-açúcar, realiza a fotossíntese e se desenvolve para, 
posteriormente, ser transformada em combustível nas usinas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 1 - A importância do sol no cotidiano 
 A energia solar pode ser convertida diretamente em eletricidade utilizando-se das 
tecnologias de células fotovoltaicas. É vista como uma tecnologia do futuro, visto que se 
utiliza uma fonte limpa e inesgotável que é o Sol. 
O mercado fotovoltaico é ainda uma fração do que poderia ser visto que existe uma parcela 
significativa da população mundial, cerca de 1 bilhão de habitantesou aproximadamente 
20% da população mundial, localizadas principalmente nas áreas rurais, que não têm 
acesso a eletricidade. 
Pesquisas feitas nos últimos 10 anos, resultando em aumento da eficiência dos módulos e 
diminuição considerável nos custos de produção, sinalizam boas perspectivas futuras, 
inclusive para aplicações de maior porte. Este futuro depende também do aumento das 
pressões mundiais para a utilização de fontes energéticas renováveis e limpas e a 
continuidade da linha de pensamento governamental dos países industrializados que 
buscam uma diversificação das fontes de suprimento energético. 
 
 
 
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Figura 2 - Painéis fotovoltaicos para geração de energia elétrica 
 
Um sistema de produção fotovoltaica é uma fonte de energia que, através da utilização de 
células fotovoltaicas, converte diretamente a energia solar em eletricidade. 
 
Vantagens fundamentais: 
 
• Não consome combustível 
• Não produz poluição nem contaminação ambiental 
• É silencioso 
• Tem uma vida útil superior a 20 anos 
• É resistente a condições climáticas extremas (granizo, vento, temperatura e 
• umidade) 
• Não tem peças móveis e, portanto, exige pouca manutenção (só a limpeza do 
• painel) 
• Permite aumentar a potência instalada por meio da incorporação de módulos 
• Adicionais 
 
 
 
Principais aplicações: 
 
 Pode ser utilizado em zonas afastadas da rede de distribuição elétrica, podendo 
trabalhar de forma independente ou combinada com sistemas de produção elétrica 
convencional. 
 
 Suas principais aplicações são: 
 
• Eletrificação rural: luz, TV, rádio, comunicações, bombeamento de água 
• Eletrificação de cercas 
• Iluminação exterior 
 
 
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• Sinalização 
• Proteção catódica 
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Figura 3 - Exemplo de aplicações da energia fotovoltaica 
 
 
O RECURSO SOLAR 
 
 
 
 
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 O Sol fornece anualmente para a atmosfera terrestre 1,5 x 1018 KWh de energia através 
da radiação solar. Trata-se de um valor correspondente a 10.000 vezes o consumo 
mundial no mesmo período. Assim, teríamos de utilizar apenas 0,01 % de toda energia 
solar para satisfazer a demanda energética total da humanidade. Além de ser responsável 
pela manutenção da vida a radiação solar constitui uma fonte inesgotável de energia 
podendo ser utilizada por intermédio de sistemas de captação e conversão em energia 
eléctrica, mesmo com os rendimentos relativamente baixos dos sistemas fotovoltaicos 
comerciais (8 a 20%). 
A Terra, em seu movimento anual em torno do Sol descreve uma trajetória elíptica com uma 
pequena excentricidade (e = 0,017). O seu eixo, em relação ao plano normal à elipse, 
apresenta uma inclinação de aproximadamente 23,45º. Essa inclinação, juntamente com 
o seu movimento de translação, dá origem às estações do ano. Observando-se o 
movimento aparente do Sol, ao meio dia solar, ao longo do ano, verifica-se que o ângulo 
entre os seus raios e o plano do Equador varia entre +23,45º em torno do dia 21 de junho 
(solstício de inverno no hemisfério Sul), e -23,45º em 21 de dezembro (solstício de verão 
no hemisfério Sul). 
 
 
Figura 4 - Estações do ano e inclinação de rotação da terra 
 
 
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Observando a figura anterior é possível observar a variação da duração dos dias ao longo do ano 
para uma determinada localidade, resultante da inclinação do eixo da Terra. Verificam-se 
dias mais longos, por exemplo, em localidades no hemisfério Sul, no solstício de verão e 
dias mais curtos no solstício de inverno. No Equador terrestre a duração dos dias é sempre 
igual e nas suas proximidades as variações são pequenas ao longo do ano. É possível 
também observar que nos equinócios, as durações dos dias são as mesmas para qualquer 
localidade. 
 Considerando-se as convenções para a declinação solar e a latitude, positivas ao Norte e 
negativas ao Sul do Equador, a diferença entre a declinação e a latitude determina a 
trajetória do movimento aparente do Sol para um determinado dia em uma dada localidade 
na Terra. 
 
 
 
Figura 5 – Movimento aparente do sol para uma determinada localidade em estações 
diferentes 
 
 A intensidade da radiação solar que chega à Terra, depende da distância entre o Sol e a 
Terra. Durante decorrer do ano, esta distância pode variar entre 1,47 x 108 km e 1,52 x 
108 km dependendo da estações do ano. Devido a este facto, a irradiância, que é a 
quantidade de energia por um metro quadrado que o sol transfere à Terra, varia entre 
1.325 W/m2 e 1.412 W/m2. O valor médio é designado por constante solar, EO = 1.367 
W/m². 
 
 
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 Porém esta radiação que chega à terra, não chega totalmente à superfície. Uma parte 
desta energia é refletida pela atmosfera e absorvida. Como pode observar na figura 
abaixo: 
 
 
Figura 6 - Tipos de radiação solar 
 
A luz solar que atinge a superfície terrestre, é composta por uma parte de radiação direta e uma 
parte por radiação difusa e refletida. A radiação direta vem direta do Sol. É esta radiação 
que produz sombras bem definidas em qualquer objeto. Por outro lado, a radiação difusa 
e refletida pela superfície (também chamada de albedo) carece de direção específica. 
Devido à reflexão, absorção (ozono, vapor de água, oxigénio, dióxido de carbono) e dispersão 
(partículas de pó, poluição). O nível de irradiancia, que originalmente chega à terra a uma 
média de 1.367 W/m², tem seu valor de superfície adotado como padrão de 1.000 W/m2 
ao meio-dia, em boas condições climatéricas, independentemente da localização. Ao 
adicionar a quantidade total da radiação solar que incide na superfície terrestre durante o 
período de um ano, obtém-se a irradiação global anual, medida em kWh/m2. Este 
parâmetro varia de um modo significativo com as regiões, como se pode observar na figura 
abaixo: 
 
 
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Figura 7 - Mapa brasileiro de irradiação solar em média anual (ano 2006) 
 
 
ENERGIA SOLAR NO MUNDO E NO BRASIL 
 
 A abaixo mostra a distribuição espacial da irradiância solar média anual (W/m2) que incide 
sobre a superfície da Terra. Esses dados foram estimados a partir de imagens de satélites 
meteorológicos obtidos no período de 1990 a 2004. Para obter, a partir destes dados, a 
irradiação solar 
na base temporal diária média anual, em kWh/m².dia, deve-se multiplicar por 24h. 
 
 
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Figura 8 - Incidência solar no mundo 
 
Pode-se observar como o potencial disponível no Brasil é maior quando comparado com países 
da Europa, onde a conversão fotovoltaica já é utilizada largamente. Além do tamanho do 
país, observa-se que em todo o território brasileiro há disponibilidade de irradiação solar 
equivalente ou melhor que nos países do Sul da Europa e superando países como, por 
exemplo, a Alemanha, país com maior capacidade significativa de sistemas de geração 
fotovoltaica. 
 
 
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Figura 9 - Capacidade de sistemas fotovoltaicos instalados por países em 2013 e 2014 
 
Figura 10 - Capacidade total mundial de instalações fotovoltaicos ao decorrer dos anos 
 
 Devido ao grande potencial energético solar que o Brasil apresenta,desde 17 de abril de 
2012, a ANEEL criou o Sistema de Compensação de Energia Elétrica, onde o consumidor 
 
 
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brasileiro pode gerar sua própria energia elétrica a partir de fontes renováveis ou 
cogeração qualificada e inclusive fornecer o excedente para a rede de distribuição de sua 
localidade. A partir desta data, é noticiado dia após dia o quanto empresas tem investido 
em sistemas fotovoltaico. 
 
COMPOSIÇÃO FÍSICAS DOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS 
 
 
 Os módulos são compostos de células solares de silício. Elas são semicondutoras de 
eletricidade porque o silício é um material com características intermédias entre um 
condutor e um isolante. 
O silício apresenta-se normalmente como 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. 
 
 
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Figura 11 - Composição célula fotovoltaica 
 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 continue a incidir na célula, 
o fluxo de elétrons mantem-se. 
 A intensidade da corrente gerada variará proporcionalmente conforme a intensidade da 
luz incidente. 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 a carga. 
 Cada elétron que abandona o módulo é substituído por outro que carga. 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. 
 
 
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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 que uma célula 
fotovoltaica não pode armazenar energia elétrica. 
 
Existem 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 quadradas finas (0,4-0,5 mm de espessura). A sua eficiência 
na conversão de luz solar em eletricidade é superior a 12%. 
 
Silício policristinalino: Estas células são produzidas a partir de blocos de silício obtidos por fusão 
de quantidades 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 superfícies de separação entre os 
cristais. Sua eficiência na conversão de luz solar em eletricidade é ligeiramente menor do 
que nas de silício monocristalino. 
 
Silício amorfo: Estas células são obtidas por meio da deposição de camadas muito finas de silício 
sobre superfícies de vidro ou metal. Sua eficiência na conversão de luz solar em 
eletricidade varia entre 5% e 7%. 
 
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 volts). 
Geralmente produzem-se módulos formados por 30, 32, 33 e 36 células em série, 
conforme a aplicação requerida. 
 
 
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Figura 12 - Componentes de um módulo fotovoltaico 
 
 
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 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 (Etilvinilacelato) 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 
lamina 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. 
 
Etapas do processo de fabricação do módulo: 
 
• Ensaio elétrico e classificação das células 
• Interconexão elétrica das células 
• Montagem do conjunto. Colocação das células soldadas entre camadas de plástico 
encapsulante e laminas de vidro e plástico 
• Laminação do módulo. O conjunto é processado numa máquina semi-automática a 
alto vácuo que, por um processo de aquecimento e pressão mecânica, conforma o 
laminado. 
• Curagem. O laminado processa-se num forno com temperatura controlada no qual 
completa-se a polimerização do plástico encapsulante e alcança-se a adesão 
perfeita dos diferentes componentes. O conjunto, depois da curagem, constitui uma 
única peça. 
• Emolduração. Coloca-se primeiramente um selante elástico em todo o perímetro 
do laminado e a seguir os perfis de alumínio que formam a moldura. Usam-se 
máquinas pneumáticas para conseguir a pressão adequada. As molduras de 
poliuretano são colocadas por meio de máquinas de injeção. 
• Colocação de terminais, bornes, díodos e caixas de conexões 
• Ensaio final 
 
Ensaio dos módulos : Sobre os módulos deve medir-se e observar-se: 
 
 
 
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• Características elétricas operacionais 
• Isolamento elétrico (a 3000 Volt de C.C.) 
• Aspectos físicos, defeitos de acabamento, etc 
• Resistência ao impacto 
• Resistência à tração das conexões 
• Resistência à nevoa salina e à umidade ambiente 
• Comportamento a temperatura elevadas por períodos prolongados (100 graus 
Celsius durante 20 dias) 
• Estabilidade às mudanças térmicas (de -40º C a +90º C) em ciclos sucessivos 
 
 
(Continuação – Aula 2) 
 
COMPOSIÇÃO FÍSICAS DOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS (Continuação) 
 
 
Exemplos de Maquinas para fabricação em pequena escala 
 
 
 A fabricação de painéisfotovoltaicos em território nacional pode ser uma grande 
oportunidade de industrialização no ramo de sistemas fotovoltaicos, visto que em grande 
parte os painéis são importados da China. Exceto a célula fotovoltaica, todos os outros 
materiais que compõe um painel fotovoltaico podem ser facilmente encontrados no Brasil. 
A célula fotovoltaica pode ser importada de outros países, sendo que a importação 
somente da célula fotovoltaica, tende a tornar os custos de transporte muito menores em 
relação ao painel já montado. A seguir são apresentados alguns equipamentos para 
fabricação de painéis fotovoltaicos: 
 
 
 
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Figura 13 - O Laminador Fotovoltaico Astro IV para fabricação de painéis fotovoltaicos 
de qualquer potência até a de 240 Watts. Industria Brasileira. 
 
 A empresa Astro solar oferece curso e venda de laminador para produção de painéis 
fotovoltaicos. Maiores detalhes em http://www.painelsolarfotovoltaico.com/ . Segundo a 
Astro é possível montar painéis fotovoltaicos em um pequeno espaço de 30 m2, contendo 
uma prensa de envelopamento, uma mesa e o material básico (células, EVA, Tedlar, 
condutores especiais, fluxos especiais, vidro temperado e alumínio num perfil especial) e 
ferramentas normais (ferro de solda, multímetro, etc.). 
 
 
 A fabricante internacional Experia Solution oferece todo maquinário para produção de 
painéis fotovoltaicos de forma semiautomáticas. 
 
http://www.painelsolarfotovoltaico.com/
 
 
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Figura 14 - Maquina para conexão automáticas das células fotovoltaicas 
 
Figura 15 - Maquina para recorte dos materiais dos EVAs e ao lado maquina de laminação 
 
 
 
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Figura 16 - Maquina de molduragem dos painéis fotovoltaicos 
 
 
 
 
 
 
Características elétricas dos módulos fotovoltaicos 
 
Dispositivos fotovoltaicos podem ser associados em série e/ou em paralelo, de forma a se obter 
os níveis de corrente e tensão desejados. Tais dispositivos podem ser células, módulos 
ou arranjos fotovoltaicos. Os arranjos são constituídos por um conjunto de módulos 
associados eletricamente em série e/ou paralelo, de forma a fornecer uma saída única de 
tensão e corrente. 
 
 
• Associação em série: Na conexão em série, o terminal positivo de um dispositivo 
fotovoltaico é conectado ao terminal negativo do outro dispositivo, e assim por diante. Para 
 
 
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dispositivos idênticos e submetidos à mesma irradiância, quando a ligação é em série, as 
tensões são somadas e a corrente elétrica não é afetada. 
 
Figura 17 - Curva de Tensão e Corrente quando células são associadas em série 
 
• Associação em paralelo: Na associação em paralelo, os terminais positivos dos 
dispositivos são interligados entre si, assim como os terminais negativos. A Figura a baixo 
ilustra o resultado da soma das correntes elétricas em células ideais conectadas em 
paralelo. As correntes elétricas são somadas e a tensão (V) permanecendo inalterada. 
 
 
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Figura 18 - Curva de Tensão e Corrente quando células são associadas em paralelo 
 
 Uma célula fotovoltaica de silício cristalizado produz uma tensão de aproximadamente 
0,46 a 0,56 Volts e uma corrente aproximadamente 30 mA/cm². As células comerciais 
geram em torno de 1 A, 2,5 A, 3A, 5 A e 7 A. Para alcançar as potências comerciais, os 
fabricantes de módulos fotovoltaicos conectam células fotovoltaicas entre si, geralmente 
em série, em um processo de conexão que é feito soldando os terminais da parte frontal 
de uma célula à parte traseira da seguinte, e assim por diante. Para construir um módulo 
de tensão nominal em 12 volts, serão conectadas entre 30 e 40 células (geralmente 33, 
36 ou 40). 
 
Parâmetros externos que afetam as características elétricas: 
 
• Influência da irradiância solar: A figura mostra como a irradiância solar incidente afeta 
a curva I-V de uma célula fotovoltaica de silício, mantida na temperatura de 25 °C. A 
corrente elétrica gerada por uma célula fotovoltaica aumenta linearmente com o aumento 
da irradiância solar incidente, enquanto que a tensão de circuito aberto (Voc) aumenta de 
forma logarítmica, se mantida a mesma temperatura. 
 
 
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Figura 19 - Influencia da irradiância solar na célula fotovoltaica (Considerando 25graus) 
• Influência da temperatura: As variações da irradiância solar incidente e da temperatura 
ambiente afetam a temperatura de operação das células fotovoltaicas que compõem os 
módulos fotovoltaicos. O aumento da irradiância incidente e/ou da temperatura ambiente 
produz um aumento da temperatura da célula e, consequentemente, tende a reduzir a sua 
eficiência. Isto se deve ao fato de que a tensão da célula diminui significativamente com o 
aumento da temperatura, enquanto que sua corrente sofre uma elevação muito pequena, 
quase desprezível. Em uma célula de silício cristalino, um aumento de 100 °C na 
temperatura produz uma variação da ordem de -0,2 V (-30%) em na tensão da célula em 
circuito aberto e variação de +0,2% na corrente de curto circuito. 
 
 
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Figura 20 - Influência da temperatura no rendimento das células fotovoltaicas 
 
• Efeitos de sombreamento 
 Como já mencionado anteriormente, os módulos de c-Si (Silicio cristalino, (monocristalino 
e policristalino)) contêm células fotovoltaicas associadas em série. Quando uma ou mais 
destas células recebe menos radiação solar do que as outras da mesma associação, sua 
corrente vai limitar a corrente de todo o conjunto série. Esta redução de radiação incidente 
pode ocorrer por um sombreamento parcial do módulo, depósito de sujeira sobre o vidro, 
ou algo que tenha caído sobre o módulo, dentre outras possibilidades. O efeito de redução 
de corrente no conjunto de células do módulo acaba sendo propagado para todos os 
módulos conectados em série. Além da perda de potência no gerador fotovoltaico, há o 
risco de danos ao módulo parcialmente sombreado, uma vez que a potência elétrica 
gerada que não está sendo entregue ao consumo é dissipada no módulo afetado, às vezes 
sobre apenas uma de suas células. Neste caso pode ocorrer o fenômeno conhecido como 
“ponto quente” (por vezes referenciado no Brasil pelo termo inglês “hotspot”), que produz 
intenso calor sobre a célula afetada, com ruptura do vidro e fusão de polímeros e metais. 
Para amenizar o efeito de sombreamento são utilizados diodos de desvio (diodo de by-
pass) que será explicado adiante. 
 
 
 
 
 
 
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Garantias de Módulos Fotovoltaicos 
 
 Os módulos fotovoltaicos de c-Si têm geralmente uma garantia contra defeitos de 
fabricação de 3 a 5 anos, e garantia de rendimento mínimo durante 25 anos. Assim, em 
caso de defeitos ou desempenho insuficiente, cobertos pelo termo de garantia, os módulos 
fotovoltaicos devem ser substituídos pelo fabricante. A degradação da potência de 
módulos fotovoltaicos de c-Si instalados em campo é entre 0,5% e 1,0% por ano. 
Tipicamente é garantida uma potência de pico (Wp) mínima de 90 % da potência nominal 
para o período dos 10 a 12 primeiros anos de operação e de 80 % por um período de 20 
a 25 anos (G1 na Figura 21). Mas existem outras formas, como fabricantes que garantem 
por 5 anospelo menos 95% da potência nominal, durante 12 anos pelo menos 90%, 
durante 18 anos pelo menos 85% e durante 25 anos pelo menos 80% (G2 na Figura 21). 
Em mais outra forma de garantia, existem fabricantes que garantem uma degradação de 
rendimento anual linear de 0,7-0,8%/ano durante 25 anos (G3 na Figura 21). Estas 
diferentes formas de garantias são praticadas no exterior, não necessariamente no Brasil, 
e seus resultados, em termos de produção de energia, podem ser diferentes. 
 
 
 
Figura 21 - Degradação máxima de 
módulos, de acordo com 3 
diferentes formas de garantia; G1: 
90% -12 anos e 80% 25 anos; G2: 
95% - 5 anos, 90% - 12 anos, 85% - 
18 anos e 80% 25 anos; G3: 3% no 
primeiro ano e 0,7% por ano até 25 
anos. A área sob as curvas é 
proporcional à geração de energia 
e, por inspeção, observa-se que a 
área sob G3 é maior do que as demais. 
 
Características Elétricas dos módulos fotovoltaicos 
 
• Tensão Nominal (Vn) : é a tensão padrão para a qual o módulo foi desenvolvido para 
trabalhar. A quantidade células fotovoltaicas determina esse parâmetro. 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 27 
 
 
• Tensão de Máxima Potência (Vmpp): é a tensão máxima que o módulo gerará, em 
seu ponto de máxima potência, sob as condições padrão de teste (STC). 
 
• Tensão em Circuito Aberto (Voc): tensão máxima que o modulo fornece em seus 
terminais, sem a presença de uma carga (em vazio). É uma tensão de teste. Podemos 
medi-la com um multímetro. 
 
• Corrente em Máxima Potência (Imp): corrente máxima que um módulo fotovoltaico 
pode fornecer a uma carga, em condições padrão de teste. 
 
• Corrente de Curto Circuito (Isc): corrente máxima que o módulo fotovoltaico fornece, 
quando seus terminais estão em curto circuito, sob as condições padrão de teste. 
Diferente das baterias e outras fontes de energia, podemos medir a corrente em curto 
circuito de um módulo fotovoltaico. A corrente em curto circuito, geralmente é 5% 
superior à corrente máxima. 
 
• Eficiência: é o quociente entre a potência gerada e a irradiância incidente sobre o 
módulo. 
 
• Potência Máxima: a corrente elétrica gerada por um módulo varia de zero ao Isc, 
enquanto a tensão entre os terminais varia de zero até o Voc sob diferentes condições 
de Irradiância e temperatura. Como a potência é o produto da tensão pela corrente, 
essa só será a máxima para uma única combinação de tensão e corrente. Um módulo 
fotovoltaico estará fornecendo a máxima potência, quando o circuito externo possuir 
uma resistência tal, que determine os valores máximos de tensão e corrente e, portanto 
o seu produto será o máximo. Existem aparelhos que conseguem alcançar o ponto de 
máxima potência (MPP - Maximum Power Point) em diversas condições de irradiância 
e temperatura. São os Seguidores do Ponto de Máxima Potência (MPP Trackers). 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 28 
 
 
Figura 22 - Curva de V x I (Preto) e Curva de V x Potencia (Vermelho). MPP é o ponto de 
potencia máxima 
 
Registro Inmetro 
 Os módulos comercializados no Brasil devem ser ensaiados de acordo com o RAC do 
Inmetro (INMETRO, 2011) e apresentar o respectivo registro (pode ser consultado na 
página do Inmetro na internet – www.inmetro.gov.br) e a etiqueta afixada na sua superfície 
posterior, como a da Figura 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 29 
 
 
Figura 23 - Modelo de etiqueta do Inmetro afixada nos módulos 
 
A classificação das categorias de eficiência energética (A a E) é feita pelo Inmetro de acordo com 
as faixas de eficiência do módulo, medida nas condições-padrão de teste, mostradas na 
Tabela 
 
Figura 24 - Classes de eficiência de módulos fotovoltaicos no Brasil (INMETRO, 2011) 
 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 30 
 
Caixa de conexões dos módulos fotovoltaicos 
 
 Na parte posterior dos módulos normalmente há uma caixa de conexões, onde são 
abrigados os diodos de desvio (by-pass, explicado posteriormente), e as conexões dos 
conjuntos de células em série. A Figura 25 mostra um exemplo do interior de uma caixa 
de conexões de um módulo de 60 células e um diagrama mostrando a posição dos diodos 
de desvio. Neste módulo, cada diodo de desvio está conectado a 20 células em série. 
Alguns módulos não têm caixa de conexões ou ela não é acessível, saindo os cabos 
diretamente do módulo laminado ou de uma caixa lacrada. 
 
Figura 25 - Caixa de conexões (esquerda) e diagrama de ligações (direita) de um módulo 
de 240 Wp, com 60 células em série (20 para cada diodo), onde VOC = 36,9 V 
 
Terminais Fotovoltaicos 
 
 Os cabos terminais dos módulos fotovoltaicos devem ter isolamento adequado para a 
máxima tensão do sistema e ser capazes de suportaras intempéries. Módulos modernos, 
desenvolvidos para aplicações conectadas à rede, são fornecidos com cabos pré-
instalados, com comprimento suficiente para a sua conexão série com outro módulo igual 
em um arranjo fotovoltaico. Geralmente os cabos são providos de um sistema de engate 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 31 
 
rápido, para facilitar a tarefa de instalação e garantir a boa qualidade da conexão. A Figura 
4.7 mostra um exemplo de conectores de engate rápido. Esses conectores devem possuir 
grau de proteção4 IP 67 ou superior e não devem ser posicionados em canaletas ou dutos 
que possam acumular água. Os cabos não devem ficar soltos e sujeitos à ação do vento, 
e sim presos à estrutura do painel fotovoltaico por meio de abraçadeiras apropriadas. 
 
Figura 26 – Conectores de engate rápido modelo MC4 
 Diodo de desvio (by-pass) 
 
Para evitar a ocorrência de “pontos quentes”, os módulos são normalmente protegidos com diodos 
de desvio5 (by-pass), que oferecem um caminho alternativo para a corrente e, assim, 
limitam a dissipação de potência no conjunto de células sombreadas. Isso reduz 
simultaneamente a perda de energia e o risco de dano irreversível das células afetadas, 
o que inutilizaria o módulo. Quando uma célula fotovoltaica dentro de um módulo, por 
algum motivo, estiver encoberta a potência de saída do modulo cairá drasticamente que, 
por estar ligada em série, comprometerá todo o funcionamento das demais células no 
módulo. Este diodo serve como um caminho alternativo para a corrente e limita a 
dissipação de calor na célula defeituosa. 
Os diodos de desvio são geralmente inseridos nas caixas de conexões dos módulos e conectados 
em antiparalelo6 com um conjunto de células em série, entre 15 e 30 células para cada 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 32 
 
diodo. O diodo de desvio deve suportar, em operação permanente, a mesma corrente das 
células. A proteção ocorre porque, com o diodo de desvio, a máxima potência dissipada 
sobre uma das células seria a potência do conjunto que o diodo envolve. 
 
Figura 27 - Diagrama de um diodo de bypass com 3 conjuntos de 18 células cada 
 A figura anterior auxilia na compreensão da operação de um diodo de desvio. Os módulos 
fotovoltaicos já incluem, na sua maioria, um ou mais diodos de desvio, evitando que o 
projetista tenha que considerá-los em seu sistema. Para identificar se um módulo FV 
possui ou não diodos de desvio, basta abrir a caixa de conexão do módulo e constatar 
visualmente sua presença 
 
 
Diodo de bloqueio 
 
 O diodo de bloqueio é outro componente de proteção usado em conexões de módulos ou 
conjuntos série de módulos em paralelo, e tem a função de impedir o fluxo de corrente de 
um conjunto série com tensão maior para um com tensão menor. Em sistemas que utilizam 
armazenamento, o diodo de bloqueio tambémpode ser utilizado para impedir descargas 
noturnas das baterias, pois à noite os módulos podem conduzir uma corrente reversa, 
que, apesar de pequena, contribui para a descarga das baterias. 
 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 33 
 
 
Figura 28 - Diodo de bloqueio aplicado a um sistema com várias strings e diodo de 
bloqueio aplicado a um controlador de carga de baterias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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SISTEMAS FOTOVOLTAICOS: CLASSIFICAÇÃO 
 
 
 Os Sistemas Fotovoltaicos (SFV) podem ser classificados em duas categorias principais: 
isolados e conectados à rede. Em ambos os casos, podem operar a partir apenas da fonte 
fotovoltaica ou combinados com uma ou mais fontes de energia, quando são chamados 
de híbridos. A utilização de cada uma dessas opções depende da aplicação e/ou da 
disponibilidade dos recursos energéticos. Cada um deles pode ser de complexidade 
variável, dependendo da aplicação em questão e das restrições específicas de cada 
projeto. Isto pode ser facilmente visualizado, por exemplo, quando se considera a 
utilização de um sistema híbrido diesel-fotovoltaico. Neste caso, a contribuição de cada 
fonte poderá variar de 0 a 100 %, dependendo de fatores como: investimento inicial, custo 
de manutenção, dificuldade de obtenção do combustível, poluição do ar e sonora do grupo 
gerador a diesel, área ocupada pelo sistema fotovoltaico, curva de carga etc. Sistemas 
isolados (SFI), puramente fotovoltaicos (SFV) ou híbridos (SFH), em geral, necessitam de 
algum tipo de armazenamento. O armazenamento pode ser em baterias, quando se 
deseja utilizar aparelhos elétricos nos períodos em que não há geração fotovoltaica, ou 
em outras formas de armazenamento de energia. A bateria também funciona como uma 
referência de tensão c.c. para os inversores formadores da rede do sistema isolado. 
 Os sistemas isolados de geração de energia contam também com uma unidade 
responsável pelo controle e condicionamento de potência composta por inversor e 
controlador de carga. A figura abaixo mostra o esquema de um SFI básico: 
 
Figura 29 - Configuração básica de um sistema fotovoltaico isolado (SFI) 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 35 
 
 
 Sistemas híbridos são àqueles em que existe mais de uma forma de geração de energia, 
como por exemplo, grupo gerador a diesel, aerogeradores e geradores fotovoltaicos. 
Estes sistemas são mais complexos e necessitam de algum tipo de controle capaz de 
integrar os vários geradores, de forma a otimizar a operação para o usuário. Existem 
várias configurações possíveis, assim como estratégias de uso de cada fonte de energia. 
A Figura a seguir apresenta uma destas possibilidades. 
 
Figura 30 – Exemplo de Configuração de um Sistema Híbrido 
 
 Sistemas conectados à rede são aqueles em que a potência produzida pelo gerador 
fotovoltaico é entregue diretamente à rede elétrica. Para tanto, é indispensável que se 
utilize um inversor que satisfaça às exigências de qualidade e segurança, para que não 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 36 
 
degrade a qualidade do sistema elétrico ao qual se interliga o gerador fotovoltaico. Os 
Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede (SFCR) foram incluídos na regulamentação 
disposta pela Aneel, através da Resolução 482 de abril de 2012, que estabeleceu 
preliminarmente as condições gerais para o acesso de microgeração e minigeração 
distribuída aos sistemas de distribuição de energia elétrica. A Figura 5.3 mostra o 
esquema de um SFCR. Atualmente a regulamentação não permite a operação ilhada 
desses sistemas, ou seja, em caso de falta de energia na rede de distribuição o SFCR 
para de funcionar. Os sistemas conectados também são comumente chamados de 
sistemas On-Grid ou Grid-Tie. 
 
Figura 31 – Exemplo de Configuração de um Sistema Fotovoltaico conectado à rede 
(SFCR) 
 
ORIENTAÇÃO E INCLINAÇÃO DO GERADOR FOTOVOLTAICO 
 
Para maximizar a captação de energia ao longo do ano, as duas condições descritas a seguir 
devem ser observadas. 
 
Orientação 
 
 Em geral, para uma operação adequada e eficiente, os módulos devem estar orientados 
em direção à linha do equador. Nas instalações localizadas no hemisfério Sul (como o 
Brasil), a face dos módulos fotovoltaicos deve estar orientada em direção ao Norte 
Verdadeiro, como indicado na figura abaixo: 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 37 
 
 
Figura 32 - Orientação ideal dos módulos fotovoltaicos ao Norte Verdadeiro (no Brasil) 
 
 Porém, esta regra pode não ser válida caso o clima local varie muito durante um 
dia típico; por exemplo, caso ocorra neblina durante a manhã e a maioria da incidência de 
radiação solar ocorra à tarde. Por sua vez, caso o local de instalação esteja no hemisfério 
Norte (ex. país Estados Unidos), os módulos fotovoltaicos devem estar orientados com 
sua face voltada para o Sul Verdadeiro. 
 Na maioria dos locais, a direção do Norte Verdadeiro não coincide com a do Norte 
Magnético indicado pela bússola (instrumento tipicamente usado para determinar a 
orientação dos módulos fotovoltaicos), necessitando ser feita, então, a correção do 
referencial magnético. Para tal, usa-se a Declinação Magnética do local de instalação, a 
qual pode ser 
obtida facilmente através de mapas ou programas computacionais. 
O Site da National Oceanic and Atmospheric Administration, órgão dos EUA, disponibiliza em sua 
página na internet os valores de declinação magnética para qualquer local do mundo 
(www.ngdc.noaa.gov/geomag-web). As figuras abaixo mostram o site e a forma de 
correção da bússola. 
Norte 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 38 
 
 
Figura 33 – Correção do norte verdadeiro e norte magnético 
 
Inclinação 
 
 Para geração máxima de energia ao longo do ano, o ângulo de inclinação (𝛽) (Figura 34) 
do gerador fotovoltaico deve ser igual à latitude do local onde o sistema será instalado. 
No entanto, pequenas variações na inclinação não resultam em grandes mudanças na 
energia gerada anualmente e a inclinação do gerador fotovoltaico pode estar dentro de 
10º em torno da latitude do local. Por exemplo, um sistema usado, ao longo de todo o ano, 
em uma latitude de 35º pode ter um ângulo de inclinação de 25 a 45º, sem uma redução 
significativa no seu desempenho anual. Para áreas muito próximas ao equador, com 
latitudes variando entre –10º e +10º, aconselha-se uma inclinação mínima de 10º, para 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 39 
 
favorecer a autolimpeza dos módulos pela ação da água da chuva. Em locais com muita 
poeira é necessário limpar regularmente a superfície dos módulos, uma vez que a sujeira 
reduz a captação de luz pelos módulos, consequentemente reduzindo o seu desempenho. 
 
Figura 34 - Angulo de inclinação dos painéis fotovoltaicos 
. Dependendo da aplicação e das condições climáticas ao longo do ano, pode-se utilizar 
outras inclinações que privilegiem a geração em épocas específicas. 
Geradores fotovoltaicos com sistemas de rastreamento do movimento aparente do sol podem ser 
utilizados para melhorar ainda mais a captação da radiação solar durante o ano. Tais 
sistemas são manuais ou automáticos, com o seguimento parcial do sol (variação somente 
da inclinação ou do ângulo azimutal) ou com o seguimento total do sol (variação da 
inclinação e do ângulo azimutal). Os sistemas manuais são de simples implementação e 
menor custo, necessitando, no entanto, de constanteintervenção humana. Os sistemas 
automáticos apresentam melhor desempenho, mas são mais caros e podem apresentar 
falhas, devido à presença de peças móveis. Além disso, normalmente precisam estar 
conectados a uma fonte de energia. 
 
 
MONTAGEM DA ESTRUTURA DE SUPORTE DOS MÓDULOS 
 
 
A estrutura de suporte dos módulos fotovoltaicos tem como função posicioná-los de maneira 
estável. Além disso, ela deve assegurar a ventilação adequada, permitindo dissipar o calor 
que normalmente é produzido devido à ação dos raios solares e ao processo de perdas 
na conversão de energia. Isto é importante porque a eficiência dos módulos diminui com 
a elevação da temperatura, podendo até comprometer seu funcionamento normal. Deve 
ainda possibilitar o distanciamento entre módulos, conforme indicação do fabricante, para 
evitar danos mecânicos aos mesmos conforme sua dilatação. 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 40 
 
 Além disso, a estrutura de suporte deve estar eletricamente aterrada e ser fabricada com 
materiais menos suscetíveis a corrosão, especialmente em locais com condições 
ambientais agressivas. 
 
Figura 35 - Formas usuais de instalação de módulos fotovoltaicos: (1) Solo, (2) Poste, (3) 
Fachada, (4) Telhado 
 
 Em sistemas residenciais de pequeno porte, os módulos fotovoltaicos são usualmente 
instalados sobre o telhado quando a casa possui resistência estrutural adequada. Quando 
o telhado não recebe radiação solar suficiente ou não suporta a instalação do painel, este 
pode ser instalado na parte superior de um poste, colocado ao lado da casa. 
 
Figura 36 - Estrutura típica para telhado 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 41 
 
 
Figura 37 - Componentes de uma estrutura de telhado 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS ON-GRID 
 
 
 Os Sistemas On-Grid, Sistema Grid-Tie ou Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede 
(SFCR) dispensam o uso de acumuladores, 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 
Figura 38 - Estrutura para Lajes e Estrutura tipo garagem solar 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 42 
 
fotovoltaico representa uma fonte complementar ao sistema elétrico ao qual está 
conectado. 
 
No Brasil, os sistemas fotovoltaicos enquadrados como sistemas de micro e minigeração, são 
regulamentados pela: 
• Resolução Normativa Aneel Nº 482/2012; 
• Procedimentos de Distribuição (PRODIST), Módulo 3; 
• Normas de acesso das distribuidoras locais (Normas da concessionária- Copel: 
NTC 905200 - Acesso de Micro e Minigeração Distribuída ao Sistema da Copel ). 
 
 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 100 kW 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 100 kW e menor ou igual a 1 MW para 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. 
• 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. 
 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 43 
 
Benefícios dos Sistema On-Grid 
 
Postergação de investimentos em expansão nos sistemas de distribuição e transmissão; o baixo 
impacto ambiental; a melhoria do nível de tensão da rede no período de carga pesada e 
a diversificação da matriz energética. 
 
Desvantagens dos Sistemas On-Grid 
 
Aumento da complexidade de operação da rede, a dificuldade na cobrança pelo uso do sistema 
elétrico, a eventual incidência de tributos e a necessidade de alteração dos procedimentos 
das distribuidoras para operar, controlar e proteger suas redes. 
 
 
DIAGRAMA BÁSICO DE UM SISTEMA ON-GRID E SISTEMA DE MEDIÇÂO 
 
 As figuras 39, 40 e 41 apresentam o diagrama básico de um sistema fotovoltaico 
conectado à rede (SFCR). O sistema é basicamente composto por: Módulos fotovoltaicos 
fixados a uma estrutura, Inversor de Frequência, Relógio de medição e Componentes de 
Proteção Elétrica. 
 São considerados na resolução 482 dois tipos de medição da energia: 
 
• Medição bidirecional, onde a energia consumida e a energia injetada na rede de 
distribuição são registradas pelo medidor bidirecional (ou por dois medidores que 
medem a energia em cada sentido). 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. As figuras 39 e 40 apresentam a 
medição bidirecional. 
 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 44 
 
 
Figura 39 - SFCR conectado à rede com medição por relógio bidirecional 
 
Figura 40 - SFCR conectado à rede com medição por relógio bidirecional independentes 
 
Figura 41 - Relógio bidirecional 
• Medição simultânea, quando se deseja ter informações mais precisas sobre o 
consumo de energia e a produção do sistema fotovoltaico, deve-se adotar este tipo 
de medição. Conforme pode ser visto na Figura 41, a medição da energia gerada 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 45 
 
pelo sistema fotovoltaico é independente da medição de energia consumida pela 
unidade consumidora. No tipo de medição do item anterior, a energia medida é a 
energia líquida, ou seja, a gerada menos a consumida. Na condição de medição 
simultânea, toda a energia gerada é medida, assim como toda a energia 
consumida. Os cálculos do balanço energético são realizados posteriormente, 
pela distribuidora. A medição simultânea também é prevista na regulamentação da 
Aneel. 
 
Figura 42 - SFCR conectado à rede com medições simultâneas 
 
INVERSORES ON-GRID 
 
A função do inversor on-grid é transformar a energia solar produzida pelos painéis fotovoltaicos – 
Corrente Continua (CC) – em energia elétrica na forma convencional que utilizamos, ou 
seja, Corrente Alternada (CA). Como o sistema fotovoltaico funciona em paralelo com a 
rede pública, ele também garante que não haja conflitos entre as duas fontes de energia, 
através de uma precisa sincronização e proteções elétricas necessárias. 
 
 
Figura 43 - Principais marcas de inversores On-Grid comercializados no Brasil 
http://www.neosolar.com.br/loja/inversor/grid-tie.html?marca=86
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 46 
 
 
 Os inversoreson-grid para sistemas com potência-pico até 5 kWp são, geralmente, 
monofásicos. Para sistemas de maior potência, geralmente trifásicos. 
 Para fornecer o máximo de energia à rede, o inversor on-grid deve operar no ponto de 
máxima potência (MPP) do arranjo fotovoltaico. Como o MPP muda de acordo às 
condições climatológicas, o inversor devepossuir um sistema de seguimento do ponto de 
máxima potência (MPPT - sigla em inglês de Maximum Power Point Tracker), que ajusta 
automatcamente a tensão de entrada do inversor, de acordo à tensão MPP a cada 
instante. 
 
Figura 44 - Ponto de maxima potencia dos módulos fotovoltaicos 
 
 
 
TIPOS DE INVERSOR ON-GRID 
 
Inversor on-grid Central: 
 Recebe energia de vários painéis solares, ligados 
em série e paralelo, estabilizando com um 
único otimizador MPPT e fazendo sua função 
de inversor DC/AC. Há um ganho de custo 
por utilizar menor número de inversores, 
porém há menor flexibilidade de projeto e 
manutenção. 
 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 47 
 
 
Inversor on-grid Modular: 
 Cada inversor recebe uma série ou string e vários 
inversores são utilizados em paralelo, cada 
um com seu otimizador MPPT. Essa 
configuração permite maior flexibilidade, 
como diferentes orientações para cada string. 
Além disso, eventuais perdas com defeitos, 
sujeiras, sombreamentos, etc. são 
minimizados pois cada série funciona 
separadamente. 
 
 
Inversor on-grid com múltiplos MPPTs: 
 Neste caso o sistema fotovoltaico também pode 
ser modularizado, com um otimizador para 
cada série (string), porém há um ganho de 
custo com a utilização de um único inversor, 
quando comparamos com os inversores 
modulares. A maioria dos inversores 
atualmente utilizados possuem múltiplos 
MPPTs, proporcionando flexibilidade e 
ganhos de custo 
 
 
Inversor on-grid com MPPTs individuais: 
 Neste caso, os benefícios da modularidade são 
levados ao extremo e é utilizado um MPPT 
para cada painel solar fotovoltaico. Ao 
mesmo tempo que há um aumento de custo, 
os benefícios também são muitos. Cada 
MPPT tira o máximo de seu respectivo painel, 
independente dos outros painéis, reduzindo 
as perdas por diferença de potencia e 
degradação com o tempo. Além disso, 
problemas com um único inversor ou painel, 
como sombra, sujeira e defeitos, são 
reduzidos ao máximo devido à 
individualização. 
 
 
 Microinversores on-grid: 
É o inversor grid tie com maior individualização onde 
cada painel recebe um inversor com seu 
MPPT individual. Neste tipo de inversor, além 
dos benefícios dos MPPTs individuais, há 
vantagens por se trabalhar em corrente 
alternada (CA) proporcionando maior 
segurança e flexibilidade. Também se 
reduzem os custos de proteção pois o 
 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 48 
 
sistema trabalha todo em CA, dispensando 
dispositivos CC, geralmente mais caros. Por 
fim, com uso de microinversores também é 
possível monitorar cada painel e inversor 
individualmente, o que possibilita um rápido 
diagnóstico e correção de eventuais 
problemas. A contrapartida é o custo, que 
pode ficar prejudicado para projetos maiores 
onde um único inversor poderia substituir 
todos os microinversores. 
 
 
PRINCIPAIS CARACTERISTICAS A OBSERVAR EM UM INVERSOR 
 
▪ Potência nominal de saída: Potencia nominal de saída; 
▪ Potência de surto: Máxima potência que pode exceder por curto período de 
tempo; 
▪ Taxa de utilização: tempo de horas que pode funcionar em potência nominal; 
▪ Tensão de entrada: Tensão do lado CC ; 
▪ Tensão de saída: Tensão da rede; 
▪ Frequência da tensão de saída: Mais próximo da rede; 
▪ Fator de potência: Mais próximo de 1; 
▪ Forma de onda e Distorção harmônica: Forma de onda senoidal pura. Distorção 
TDHO aterramento do lado c.c. 
depende da tecnologia de módulo ou de inversor utilizada. As tecnologias de silício 
cristalino, em geral, ficam em flutuação, ou seja, nem o polo positivo e nem o polo negativo 
dos painéis fotovoltaicos são aterrados. Normalmente inversores sem transformadores 
não podem ser aterrados. Regra geral é que se deve sempre consultar o manual do 
equipamento para verificar o procedimento recomendado pelo fabricante 
 Por razões de segurança, é importante que as caixas dos equipamentos e as estruturas 
metálicas de suporte dos módulos fotovoltaicos e das baterias estejam devidamente 
conectadas à terra. Todo metal exposto, que possa ser tocado, também deve ser aterrado. 
O aterramento deve ser feito de forma a permitir a equipotencialização de todos os corpos 
condutores da instalação. 
 Uma grande distância entre os equipamentos do sistema pode tornar necessária a 
utilização de sistemas de aterramento distintos. Entretanto, eles devem ser 
interconectados, preferencialmente por um cabo de cobre nu enterrado, formando uma 
malha de terra. 
 
 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 54 
 
Figura 48 - Exemplos de aterramento para sistemas fotovoltaicos 
 
 
 
 
DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO À REDE 
 
 
 
 
RUA BENJAMIN CONSTANT 1842 CENTRO – LONDRINA – PR WWW.EDUCAPRO.COM.BR 55 
 
 
PR – Coeficiente de desempenho 
Engloba todas as perdas do sistema fotovoltaico: 
• Temperatura 0.95-0.85 
• Desvio da Potencia nominal 1.06-0.55 
• Sujeira 0.99-0.88 
• Perdas ôhmicas 0.99-0.95 
• Sombreamento 1-0 
• Inversor 0.98-0.75 
PR Típicas – 75%