Trabalho Energia Solar

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UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP
UNIDADE GOIÂNIA - GO 
 ENGENHARIA CIVIL
UTILIZAÇÃO DE ENERGIA RENOVÁVEL:
Energia Solar
GOIÂNIA - 2017
Alunas: R.A: Turma:
Naysa Fernanda Soares Gomides B2681A-4 EC9-C-42
Rita Gabryella Gonçalves Marques B7745B-4 EC9-C-42
Thálita Alerrany de Oliveira Machado B70DDA-8 EC9-C-42
UTILIZAÇÃO DE ENERGIA RENOVÁVEL:
Energia Solar
	
Trabalho apresentado ao Curso Engenharia Civil, da Universidade Paulista, Disciplina Estudo Ambiental e Saneamento Urbano, Professora Gisela.
GOIÂNIA – 2017
Introdução
Os bens naturais são as fontes de riqueza materiais que o homem dispõe para satisfazer as suas necessidades sempre em mudança, e são avaliados de acordo com as utilizações que as sociedades fazem deles. O homem procura tirar deles as maiores vantagens e, com o seu engenho – tecnologia – aproveitá-los o melhor possível, tornando-os recursos. Se, por um lado, é indubitável que os recursos naturais têm uma importância vital em si mesmos, por outro, devem ser considerados como uma “recompensa” pela capacidade do homem os localizar, os extrair e deles usufruir. O aproveitamento dos recursos depende de numerosos fatores, entre os quais a existência de procura, de meios de transporte adequados, do capital disponível, da qualidade e da quantidade dos próprios recursos e em especial da tecnologia que transforma os bens em recursos naturais. 
As fontes de energia são extremamente importantes para o desenvolvimento de um país. Além disso, a qualidade e nível de capacidade das fontes de energia de um determinado local são indicativos para apontar o grau de desenvolvimento da região. Países com maiores rendas geralmente dispõem de maior poder de consumo energético.
Diariamente, muita energia chega ao nosso planeta de forma gratuita e limpa. Os raios solares, além de trazerem a luz e o calor, essenciais para a vida na Terra, podem ser aproveitados para a geração de energia, tanto na forma de calor quanto na de eletricidade.
Essa eletricidade que vem do sol é chamada de fotovoltaica*, termo formado a partir de duas palavras: foto, que em grego significa “luz”, e voltaica, que vem da palavra “volt”, a unidade para medir o potencial elétrico
1)Energia Solar
Energia Solar ou Energia fotovoltaica é a energia elétrica produzida a partir de luz solar, e pode ser produzida mesmo em dias nublados ou chuvosos. Quanto maior for a radiação solar maior será a quantidade de eletricidade produzida. A energia fotovoltaica é uma tecnologia 100% comprovada, sistemas fotovoltaicos conectados a á rede elétrica já são utilizados a mais de 30 anos.  A energia solar fotovoltaica é agora, depois de hidráulica e eólica, a terceira mais importante fonte de energia renovável em termos de capacidade instalada a nível mundial. Mais de 100 países utilizam energia solar fotovoltaica.
Utilizada em novas edificações, esta energia renovável favorece a conquista de certificações e ampara quem não tem acesso a energia elétrica e para quem opta por uma solução energética sustentável.
A energia solar não apresenta nenhum índice de poluição; entretanto seu custo de instalação é muito alto e somente funciona bem em áreas bem ensolaradas.
Em muitos estados brasileiros, a energia solar já é convertida para o aquecimento de água nas residências e no comércio. Há um programa de desenvolvimento de fontes alternativas, o Prodeem (Programa de Desenvolvimento Energético de Estados e Municípios), que visa atender comunidades distantes de redes elétricas convencionais.
2)Onde Instalar o Sistema Fotovoltaico 
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em variados locais.
Veja abaixo os principais tipos de instalações:
2.1) Em edificações conectadas à rede
Este é o tipo mais comum de instalação fotovoltaica, o qual, normalmente, substitui revestimentos arquitetônicos de edificações, como telhados e fachadas, ou se sobrepõe a estes. A energia gerada pode ser injetada na rede elétrica de nossas cidades.
2.2) Em áreas isoladas
São instalados em áreas de difícil acesso à rede elétrica. Neste caso, o sistema fotovoltaico é a única fonte de eletricidade e é necessário o uso de baterias para armazená-la. Podem gerar energia para apenas uma residência ou estar em mini redes para atender a uma pequena comunidade. Em sistemas híbridos – neste caso, a geração fotovoltaica funciona em conjunto com outras fontes de energia como a eólica ou motores a diesel. Esses sistemas são mais complexos, pois exigem um controle capaz de integrar as diferentes formas de geração de energia. Eles podem estar conectados à rede, isolados ou apenas ter o apoio da rede.
	2.3) Em centrais fotovoltaicas
Também conectadas à rede, produzem uma grande quantidade de eletricidade em um único ponto. O tamanho da usina varia de alguns a dezenas de megawatts. Normalmente estão próximas a indústrias que exigem maior consumo de energia.
2.4) Em bens de consumo
As células fotovoltaicas ainda podem ser aplicadas em diversos equipamentos elétricos, como relógios, calculadoras, mochilas, brinquedos, carregadores de bateria e até estacionamentos para dar carga aos carros elétricos. Outras aplicações incluem sistemas de irrigação, sinalização em rodovias, postes e telefones públicos.
3) Material para Utilizar Energia Solar 
Os Paineis solares fotovoltaicos são dispositivos utilizados para converter a energia da luz do Sol em energia elétrica. Os painéis solares fotovoltaicos são compostos por células solares, assim designadas já que captam, em geral, a luz do Sol. Estas células são, por vezes, e com maior propriedade, chamadas de células fotovoltaicas, ou seja, criam uma diferença de potencial elétrico por ação da luz (seja do Sol ou da sua casa). As células solares contam com o efeito fotovoltaico para absorver a energia do sol e fazem a corrente elétrica fluir entre duas camadas com cargas opostas.
3.1) Fabricação do Painel Solar
Existem duas maneiras de fabricar um Painel solar: 
A primeira delas é com células solares feitas de fatias superfinas de silício em formato cristalino. Normalmente elas são colocadas entre vidros, com moldura de alumínio. Essa técnica é a mais tradicional e, hoje, com maior escala de produção em nível comercial. O silício é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, por isso não há limites com relação à matéria-prima para a produção de células solares desse material. A limitação aqui está na obtenção do silício com a pureza necessária para fabricar as células fotovoltaicas, o que exige um alto conhecimento tecnológico.
O segundo modo de fabricar o Painel é através da aplicação a plasma (quase como um “spray”) de um material semicondutor sobre um vidro ou em outro material (que pode ser flexível), que servirá como uma “cama”. Em seguida, esse conjunto é coberto por um material transparente como o vidro. Está pronto o chamado filme fino, a tecnologia mais fácil de ser integrada às edificações urbanas. Os elementos utilizados neste caso são silício (na sua forma não cristalina, que é chamada de silício amorfo) ou compostos químicos como telureto de cádmio (CdTe) ou disseleneto de cobre (gálio) e índio (CIS e CIGS).
Este modo de fabricação permitiu o desenvolvimento de Painéis solares flexíveis, inquebráveis, leves, semitransparentes, com superfícies curvas, que aumentam a versatilidade na sua aplicação, principalmente em projetos de integração às construções.
4) Etapas Funcionamento dos Painéis Solares
4.1) O Painel Solar gera a energia solar fotovoltaica
O Painel Solar reage com a luz do sol e produz energia elétrica (energia fotovoltaica). Os painéis solares, instalados sobre o seu telhado, são conectados uns aos outros e então conectados no seu Inversor Solar.
4.2) O Inversor Solar converte a energia solar para a sua casa ou empresa
Um inversor solar converte a energiasolar dos seus painéis fotovoltaicos (Corrente Continua - CC) em energia elétrica que pode ser usada em sua Casa ou Empresa para a TV, Computador, Máquinas, Equipamentos, e qualquer equipamento elétrico (Corrente Alternada - AC) que você precise usar.
4.3) A Energia Solar é distribuída para sua casa ou empresa
A energia que sai do inversor solar vai para o seu "quadro de luz" e é distribuída para sua casa ou empresa, e assim reduz a quantidade de energia que você compra da distribuidora.
4.4) A Energia Solar é usada por utensílios e equipamentos elétricos
A energia solar pode ser usada para TVs, Aparelhos de Som, Computadores, Lâmpadas, Motores Elétricos, ou seja, tudo aquilo que usa energia elétrica e estiver conectado na tomada.
4.5) O excesso de energia vai para a rede da distribuidora gerando créditos
O excesso de eletricidade volta para a rede elétrica através do relógio de luz (relógio de luz bi-direcional). Esse relógio de luz mede a energia da rua que é consumida quando não tem sol e, a energia solar gerada em excesso quando tem muito sol e é injetada na rede da distribuidora. A energia solar que vai para a rede vira "créditos de energias" para serem utilizado de noite ou nós próximos meses. Em outras palavras: você produz energia limpa com a luz do sol e reduz a sua conta de luz!!
 Cada distribuidora de energia tem as suas regras e as exigências para conectar o seu sistema de energia solar fotovoltaica na rede elétrica e, variam bastante.
Por isso é importante você solicitar até três orçamentos de empresas experientes que possam ir até o seu local para fazer uma avaliação e lhe passar um orçamento fechado para o seu sistema fotovoltaico.
Os "Créditos de Energia" são medidos em kWh. Para todos os kWh gerado em excesso pelo seu sistema solar fotovoltaico você recebe 1 crédito de kWh para ser consumido de noite ou nós próximos meses. Esse crédito é contabilizado pelo seu novo relógio de luz bidirecional e é medido pela sua distribuidora de energia. Desta forma, no final do mês quando você receber a sua conta de luz,  você vai ver quanto de energia consumiu da rede e quanta energia injetou na rede. Se injetar mais na rede do que consumiu você terá créditos de energia para serem usados nos próximos meses.
 Os créditos de energia são regulamentados pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) possuindo regras específicas que variam de acordo com a sua localização e sua classe de consumo (residência, comercial ou industrial).
Figura 1: Sistema Fotovoltaico Instalado em uma Residência (1kwp a 10Kwp)
A energia solar residencial ou, sistema fotovoltaico residencial, permite que você produza parte ou toda a energia que você consome na sua casa, assim, se livrando de  boa parte da sua conta de luz para sempre.
Figura 2: Passo a passo de como funciona o sistema de energia solar fotovoltaica.
5) Vantagens do Uso da Energia Solar 
Embora as pessoas pensem que o preço da energia solar fotovoltaica é elevado, se comparada como outros investimentos o preço da energia solar é barato. Valoriza a sua casa é fato que uma casa com energia solar vale mais do que outra sem.
 Veja alguma vantagens:
 - Ela é renovável, ou seja, nunca acaba.
 - É uma energia limpa, ou seja, não gera poluentes para o meio ambiente.
 - Baixo custo de manutenção dos equipamentos usados.
 - É uma excelente fonte de energia em locais não atendidos por outras fontes de energia. A energia hidrelétrica, mais consumida no Brasil, não chega em locais de difícil acesso ou com grandes dificuldades para instalação de torres e cabos de energia elétrica.
 - O equipamento pode ser instalado em residências, baixando o custo da conta de energia elétrica.
- Redução de perdas por transmissão e distribuição de energia, já que a eletricidade é consumida onde é produzida.
- Fornecimento de maiores quantidades de eletricidade nos momentos de maior demanda (ex.: o uso de ar-condicionado é maior ao meio-dia no Brasil, quando há maior incidência solar e, consequentemente, maior geração elétrica solar).
- Rápida instalação devido à sua grande modularidade e curtos prazos de instalação, aumentando assim a geração elétrica necessária em determinado ponto ou edificação.
6) Orçamento na Instalação do Sistema Solar
O custo de um sistema de energia solar fotovoltaico depende principalmente do tamanho e da complexidade da instalação. A demanda da energia elétrica usada que vai determinar qual será o tipo de instalação para atender a Residência. 
Tabela 1: Consumo Mensal de Energia Elétrica de uma Residência
	APARELHO
	QUANT.
	POT ( W)
	TEMPO DIÁRIO 
	 DIAS NO MÊS
	CONSUMO
	TV em cores - 29"
	1
	110
	5 Horas 
	30
	
	Vídeo game
	1
	15
	1 Hora 
	15
	0.22
	Lavadora de roupas
	1
	500
	2 Horas 
	16
	8
	Aspirador de pó
	1
	10
	30 Minutos 
	15
	0.07
	Ventilador
	1
	65
	3 Horas 
	20
	3.9
	Secador de cabelos
	1
	1400
	30 Minutos 
	15
	10,5
	Microcomputador
	1
	80
	6 Horas 
	30
	14.4
	Lâmpada incandesc. - 100 W
	7
	100
	7 Horas 
	30
	147
	Chuveiro elétrico
	4 Pessoas 
	3500
	10 Minutos 
	30
	70
	Geladeira 2 portas
	1
	300
	24 Horas 
	30
	68.25
	Liquidificador
	1
	300
	15 Minutos 
	10
	0.75
	TOTAL 
	
	
	
	
	340 kWh/mês
Tabela 2: Ficha Técnica da Instalação para demanda de 340 kWh/mês
6.1) Retorno de Investimento 
Sistema de Energia Solar Fotovoltaica de 2.69kWp
Investimento na instalação em torno de R$ 23.941,00
A manutenção no Sistema ocorre em média de 25 em 25 anos e o custo fica no valor de R$ 6.000,00 .
Sendo então o custo total em média de Investimento de R$ 29941,00.
No período de 25 anos a energia gerada será de 102.000kWh (apx)
6.2) Cálculo
Fórmula : = Preço da Energia 
= R$ 0,29 /kWh
Tabela 3: Custo da Energia Elétrica 
	TIPO DE ENERGIA
	CONSUMO Mensal
(kWh)
	VALOR do kWh(R$)
	Custo Mensal (R$ )
	Energia Elétrica
	340
	0,65
	221
 Com o uso do Sistema de Energia Solar pode acontecer de ter uma economia de 50%. Ou seja de R$ 221,00 o valor passa a ser R$ 110,50.
A energia solar tem um custo menor que a energia da rede elétrica.
O tempo de retorno do investimento atualmente o payback de um projeto de energia solar fotovoltaica varia entre 7 - 10 anos, de acordo com a região e local em que o sistema será instalado. Com a previsão de aumentos esperados da conta de energia para os próximos anos, a previsão poderá cair para 5 - 6 anos, lembrando que devemos avaliar cada caso (projeto) isoladamente.
Conclusão
O consumo e a demanda por energia é cada vez maior no mundo, e a busca por novos meios de se gerar energia limpa e renovável se intensifica a cada dia.
Parece que, no futuro, a solução para o problema da energia terá que passar não só pela exploração de um método perfeito, mas também pela procura de um equilíbrio entre os diferentes métodos aplicados a diferentes realidades.
Mais importante que procurar novas formas de obter energia, de aproveitá-la ou armazenar, é sem dúvida conseguir reduzir os seus gastos.
Sobre o ponto de vista ambiental, o sistema fotovoltaico permite o aumento da oferta de energia de forma limpa, segura, com pouca manutenção e sem a necessidade de degradar grandes áreas, sendo uma fonte de energia inesgotável, disponível em todos os locais, renovável e silenciosa e sem emitir poluição.
Referências Bibliográfica
http://www.energiasolarfotovoltaica.com.br/index.php/sistemaconectado http://www.ideiasustentavel.com.br/2011/01/energia-renovavel-expansaodo-mercado-brasileiro-fotovoltaico/
http://blog.climex.com.br/index.php/energia-fotovoltaica-uma-alternativapara-a-falta-de-eletricidade 
http://brasilenergia.editorabrasilenergia.com/edicao/brasil-energia-380.html