Manual ABC da Energia Solar Fotovoltaica

Prévia do material em texto

2ª Edição - Para baixar vá em Arquivo depois em Fazer download como, é só
escolher o formato, recomendo em PDF.
ABC da Energia Solar
Fotovoltaica
Por Alex Lima
www.cursoeletricaecia.com.br
http://www.cursoeletricaecia.com.br
Olá eu sou Alex Lima, e elaborei este material para lhe auxiliar
Nesta Palestra estou abordando a possibilidade de instalar um sistema de energia solar
fotovoltaico do absolutamente Zero com pouco dinheiro, Exatamente, gastando pouco, sem
desperdício ou coisas desnecessário, com um bom planejamento isso realmente é possível.
A Palestra Foi elaborada em 4 partes de aproximadamente 25 minutos onde estarei
explicando tudo que você precisa saber para iniciar as suas instalações.
Nesta Primeira parte vamos conhecer os primeiros passos que devemos tomar.
A primeira coisa que deve ser obtida como dito na palestra, obviamente é iniciar um
planejamento para adquirir todo o conhecimento necessário veja a lista de informações que
devemos adquirir:
1. Conhecimento do Sistema de Energia Solar Fotovoltaica
2. Conhecimento dos Equipamentos e Acessórios
3. Conhecimento Básico da Elétrica
4. Instalação do Sistema
5. Pesquisa de Preços
Sem perda de tempo vamos iniciar este planejamento listado acima. Eu vou dar as
dicas para você achar estas informações que vão te ajudar a ter o conhecimento
sólido, para com segurança, iniciar o seu projeto.
1 - Conhecimento do Sistema de Energia Solar Fotovoltaica
Deixo abaixo uma lista de vídeos e sites que vão te fazer entender com exatidão o
funcionamento do sistema de energia solar.
Primeiramente Assista estes vídeos abaixo. Estes vídeos pertencem a grade do
nosso curso de energia solar
Tipos de Sistemas fotovoltaico - Curso de Energía Solar
Fotovoltaica - Aula 4 - 1º Módulo
https://www.youtube.com/watch?v=v1_XiESF4WA
Gerador de Energia solar como funciona célula fotovoltaica
Como Funciona Inversor Off Grid Energia Solar Isolada
Posicionamento das Paineis Solares - Gerador de Energia Solar
Painéis Solares ligadas em Série e Paralelo Energia Solar
Gerador de energia Solar o que é controlador de carga
Gerador de energia Solar Como Funciona a Bateria estacionaria
https://www.youtube.com/watch?v=TWfN_KT3ibc
https://www.youtube.com/watch?v=v1_XiESF4WA
https://www.youtube.com/watch?v=wtyZW-2GkFU
https://www.youtube.com/watch?v=zTQkBnBIgD4
https://www.youtube.com/watch?v=WlYN0HL8gNU
https://www.youtube.com/watch?v=mJcDyxcSFf4
https://www.youtube.com/watch?v=uBqWkq1mfdk
https://www.youtube.com/watch?v=zTQkBnBIgD4
https://www.youtube.com/watch?v=hcS9jnN-wV4
Aterramento do Sistema Fotovoltaico 🔌Dicas de Manutenção - Jabá
Meu Painel Solar Está Com Baixa Eficiência - Dicas de Manutenção
Bateria De Gel em Sistema de Energia Solar uma Ótima Opção - Jabá
Energia Solar com 🔋 Baterias em Série 24v Dicas de Ligações Corretas
Bateria Estacionária 🔋 Como Garantir a Vida Útil - Algumas Dicas
Meu Sistema de Energia ☀ Solar Está Perdendo Eficiência, Dicas na Prática
☀ Energia Solar On-gride ou Off-Grid Vantagens e Desvantagens
https://www.youtube.com/watch?v=ML-QnWU2SrA
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=ML-QnWU2SrA
https://www.youtube.com/watch?v=IjwHmCD7-b0
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=IjwHmCD7-b0
https://www.youtube.com/watch?v=rVeUER94XPw
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=rVeUER94XPw
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=iGR3PnY7YYs
https://www.youtube.com/watch?v=i7MGeiv-x7o
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=i7MGeiv-x7o
https://www.youtube.com/watch?v=ZVfFsn3egrc
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=ZVfFsn3egrc
https://www.youtube.com/watch?v=VF89qv9XSVs
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=VF89qv9XSVs
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=ZVfFsn3egrc
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=i7MGeiv-x7o
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=iGR3PnY7YYs
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=IjwHmCD7-b0
2 Conhecimento dos Equipamentos e Acessórios
Separei 2 vídeos que também fazem parte da nossa Grade do Curso de energia
solar
Equipamentos - Curso de Energia Solar Fotovoltaica - Aula 5 Módulo 1
Acessórios - Curso de Energia Solar Fotovoltaica - Aula 6 Módulo 1
3 Conhecimento Básico da Elétrica
Separei 2 vídeos que também fazem parte da nossa Grade do Curso de energia
solar
Corrente Contínua e Corrente Alternada - Aula 5 - Eletricidade Básica
Medidas grandezas e valores da Elétrica da - Aula 2 - Eletricidade Básica
Para um maior conhecimento neste assunto deixo o nosso curso de eletrônica básica
grátis que está nessa playlist abaixo que vão te dar pleno conhecimento da elétrica e
da eletrônica básica,
São 20 vídeo-aulas completas que capacitou muitos a construir seus próprios
inversores de tensão
Curso Treinamento de Eletrônica Básica
https://www.youtube.com/watch?v=0PEC8nbseek
https://www.youtube.com/watch?v=ssmC8GV3fx0
https://www.youtube.com/watch?v=JonZ3K_S5NU
https://www.youtube.com/watch?v=xbBzlW7kruM
https://www.youtube.com/watch?v=3Rk4SBTczCE&list=PLVb_r3fih8wavGfUgg4C-d8fmEc74ndcB
3 - Instalação do Sistema e Pesquisa de Preços
Para esta parte recomendo que você conheça o nosso curso de energia solar
Veja algumas das matérias que fazem parte do nosso curso de instalação.
Cálculo e Dimensionamento do sistema Solar
Módulo em que ensino a fazer os cálculos para saber quantas
Baterias, quantos paineis, qual a amperagem do controlador de
carga e qual a potência do inversor de tensão.
Instalações de Todo sistema Passo a Passo
Módulo Principal onde ensino em vários vídeos todo processo
de instalação
passo a passo de todo o sistema dos painéis ao quadro de
distribuição de acordo com a NBR5410.
Dicas de Equipamentos e preços
Separei uma área do curso para deixar dicas de lojas com os
melhores preços e melhores marcas. Inclusive importando da
China.
Confira mais sobre o curso
Este é o primeiro passo a ser tomado para começar antes de
iniciar as suas instalações, veja abaixo porque.
Veja nesta foto um sistema mal instalado que no mínimo está gerando uma perda de 30%
da eficiência, e eu já te digo os vários
erros, primeiro cabos de espessura
menor que a capacidade das baterias,
existe um cálculo para isso, o risco é
altíssimo de aquecimento provocando
as perdas. Segundo erro, cabos soltos
fora do duto elétrico, Falta de um
quadro de distribuição para garantir
segurança e organização.
http://www.ciatuning.com.br/eletrica/redimensionamento-off.html
http://www.ciatuning.com.br/eletrica/redimensionamento-off.html
http://www.ciatuning.com.br/eletrica/redimensionamento-off.html
4- Instalações adequadas que devem ser feitas
Separei algumas imagens do nosso treinamento para mostrar e ilustrar a importância de se
fazer instalações adequadas - Como falado na palestra, instalações com o
dimensionamento correto dos painéis, baterias, cabos e disjuntores em quadros de
distribuição podem fazer o seu projeto funcionar 100% de sua capacidade evitando as
perdas como mostrado na imagem anterior.
É fundamental que você mesmo faça as suas instalações porque isso pode representar até
50% de economia no seu projeto. Ao contratar um profissional para efetuar as instalações
do seu projeto o valor final pode chegar ao dobro do valor em cima dos materiais , como por
exemplo se você gastar R$2500,00 com equipamentos a mão de obra deste profissional
também pode custar R$2500,00, fazendo com que seu custo final termine em R$5000,00.
5 - Veja Algumas fotos enviadas por nossos alunos colaboradores
Estas fotos são de alguns alunos que fizeram nosso curso e conseguiram efetuar as suas
instalações, fizeram os cálculos e compraram os equipamentos corretos.
Vejam os Painéis solares caseiros e suportes dos painéis também caseiros
Este aluno teve uma economia ainda maior pois ele mesmo montou os seus painéis e
suportes de alumínio. Observe que o painel se não falasse que era feito em casa, ninguém
diria porque é idêntico ao comprado em lojas especializadas. Nosso treinamento inclui um
módulo que ensina construir estes painéis, mais recomendo para quem queira montar que
se tenha habilidadescaso contrário é melhor comprar e mais abaixo vou deixar links com as
lojas de confiança e bom preço para efetuar as compras.
Confira mais sobre o curso
http://www.ciatuning.com.br/eletrica/redimensionamento-off.html
http://www.ciatuning.com.br/eletrica/redimensionamento-off.html
6 - Link do Passo a Passo para montar os painéis
Tudo que você precisa para montar um painel solar com acabamento profissional estão nos
vídeos abaixo, neste primeiro video na descrição está a listagem de material completa
incluindo o link para compra das células direto da China
Construção do Painel Solar Passo a Passo - LISTA DE MATERIAL
Como Montar um Painel solar Passo a Passo - Base - aula 1 de 4
Montagem do Painel solar - Soldagem das Células - Aula 2 de 4
Painel Solar Caseiro Encapsulamento com Resina - Aula 3 de 4
Construção e Montagem do painel solar Testes de Eficiência - Aula 4 de 4
Teste do Painel Solar caseiro em Dia Chuvoso - Aprovado Profissional
Teste do Painel Solar Caseiro em Dia Ensolarado - Baterias Carregadas 100%
6 - Projeto já dimensionado p/ 300w de potência em 6 horas sem o Sol
https://www.youtube.com/watch?v=HD6fiYG77vo
https://www.youtube.com/watch?v=_4tXSXfpYis
https://www.youtube.com/watch?v=PzW-hldup94
https://www.youtube.com/watch?v=3SSeas9-zqI
https://www.youtube.com/watch?v=x0eyc2bJTaU
https://www.youtube.com/watch?v=IFgLirMeuNE
https://www.youtube.com/watch?v=GK4uszo9GKo
Este Projeto é apenas uma sugestão para dar início a um projeto, que já está calculado e
dimensionado para esta potência de 300 watts de consumo com 6 horas de duração em
períodos que não há sol como de 18h às 00h.
Lista dos Equipamentos
2 Painéis de 150w
1 Controlador de Carga de 30A MPPT ou PWM
1 Bateria de 150 amper
1 Inversor de tensão de 1000 watts Senoidal Pura ou Modificada
Acessórios
Cabo verde para o Aterramento 4mm (Com Tamanho necessário para a distância )
Cabos para painel vermelho e preto 6mm (Com Tamanho necessário p/ a distância )
Conectores MC4 em Y (Para ligar os painéis em Paralelo)
Cabo de 14mm para ligar as baterias em paralelo e ao Inversos
Presilhas conector de Baterias
Disjuntor duplo DC ou AC curva B de 25A
DisJuntor duplo AC curva c para a saída do inversor 110v 25A ou 200v 15A
Quadro de Distribuição no tamanho adequado
Suporte para painéis (Recomendo fabricá-lo pois custa muito caro)
Parafusos, presilhas e outros
Ferramentas adequadas
Alicate Universal
Alicate de corte
Alicate de bico
Jogo de chaves de fenda
Martelo e outros
Iniciando as Compras
Marcas de Painéis
Abaixo separei as principais marcas e em negrito as mais comuns tais como
Yingli Solar , Canadian Solar , Komaes e outros fabricantes
Sanyo, a Sharp, Kyocera, Yingli Solar, Motech,
Solsonica, Microsun, Schueco, Q-Cells, Neo Solar
Power, LDK Solar, Deutsche Cell, JA Solar, Canadian
Solar, First Solar, BP Solar, Rec Sun e Siliken Komaes
Geralmente as melhores marcas são as que oferecem uma garantia de até 10 anos,
ao comprar sempre olhe a garantia , eficiência que deve ser de aproximadamente
16%
http://www.yinglisolar.com/br/products/solar-modules/
http://www.canadiansolar.com/
http://www.komaes-solar.com/
http://www.yinglisolar.com/br/products/solar-modules/
http://www.canadiansolar.com/
http://www.canadiansolar.com/
http://www.komaes-solar.com/
Lojas Recomendada
A Tão esperada Loja com a indicação do melhor preço e excelente atendimento e
da
Minha Casa Solar (http://www.minhacasasolar.com.br/)
Atendimento por telefone e via Chat pós venda de alta qualidade , entrega via
transportadora para todo Brasil de 4 a 8 dias úteis
Painel Solar de 150w
Painel Solar de 260w
Painel Solar de 310w
Veja em Outras Lojas recomendadas
Mercado Livre - Ótimo lugar para comprar variedade de lojas e preços
Neo Solar - Loja Renomada a mais de 10 ano no mercado
ESCOLHENDO O PAINEL FOTOVOLTAICO - 10
COISAS PARA SABER
Existem diversas informações que devem ser consideradas ao escolher um painel
fotovoltaico. Fizemos uma lista com as 10 coisas que consideramos mais importantes
para você saber e comprar o painel fotovoltaico certo:
Existem diversas informações para se considerar ao escolher o seu painel fotovoltaico (placa
fotovoltaica), abaixo enumeramos as 10 principais:
http://www.minhacasasolar.com.br/
http://www.minhacasasolar.com.br/
http://www.minhacasasolar.com.br/painel-solar-fotovoltaico/painel-de-100w-a-160w?busca=&ordenacao=&filtro=precoPor%3A549%3B813
http://www.minhacasasolar.com.br/busca?busca=Painel+Solar+de+265W
http://www.minhacasasolar.com.br/busca?busca=Painel+Solar+de+310W+
http://lista.mercadolivre.com.br/energia-eletrica-geradores/painel-150w_OrderId_PRICE
http://www.neosolar.com.br/loja/painel-solar.html
1 - Garantia do Painel Fotovoltaico (Placa Fotovoltaica)
Não é possível determinar a qualidade do painel fotovoltaico (placa fotovoltaica) apenas olhando um
orçamento, é necessário olhar a ficha técnica dele. A grande maioria dos painéis fotovoltaicos
(placas fotovoltaicas) tem garantia de potência mínima de 25 anos a 80% de sua potência original. O
critério principal é verificar se a garantia é apoiada por uma entidade brasileira que terá que cumprir
as leis de proteção do consumidor caso haja alguma falha no desempenho do seu painel fotovoltaico.
Pergunte ao seu instalador como lidar em caso de um painel fotovoltaico defeituoso, pergunte a si
mesmo se aquela empresa estará lá pelos próximos 10, 20 anos para lhe auxiliar caso isso aconteça.
2 - Eficiência do Painel Fotovoltaico
Quando falamos em eficiência do painel solar fotovoltaico (placa fotovoltaica), estamos falando na
porcentagem (%) de energia do sol que atinge a superfície do painel fotovoltaico e é transformada
em energia elétrica para o nosso consumo. Ou seja, quantos Watts/hora por m2 o seu painel solar
gera.
O quão maior é a eficiência do painel fotovoltaico, mais Watts por metro quadrado o seu sistema
fotovoltaico vai gerar.
O quão maior é a eficiência do painel fotovoltaico, menor é o painel solar fotovoltaico para a mesma
produção de energia.
Isso quer dizer que você deve escolher o painel fotovoltaico mais eficiente? Não é tão simples assim,
o quão mais eficiente é o seu painel solar fotovoltaico, mais caro ele é também pode ser. Portanto,
se o preço é o que lhe interessa, vale fazer a conta de R$ por Watt.
Se você gosta de produtos “Premium” ou se o seu espaço disponível para receber painéis
fotovoltaicos é limitado, então procure por painéis fotovoltaicos mais eficientes no mercado.
Para painéis fotovoltaicos de Silício cristalino (os painéis mais utilizados no mercado), a eficiência
comercial vai de 13% a 16%, sendo que quando a eficiência indicada for maior que 16% ele é
considerado um painel solar fotovoltaico (placa fotovoltaica) “premium”.
3 – Fabricante do Painel Fotovoltaico
Existem centenas de fabricantes de painel solar fotovoltaico no mundo e a maioria dos painéis fotovoltaicos
(placas fotovoltaicas) ainda é importada.
Faça uma rápida pesquisa no Google sobre o fabricante do painel fotovoltaico. Como é o site dele? Existe uma
seção de garantias no site deles? Eles têm escritório no Brasil? Existe alguma reclamação sobre esse
fabricante?
4 - Tipo de Painel Fotovoltaico
É um Painel Solar fotovoltaico monocristalino, multi-cristalino, filme fino ou outra tecnologia? Os tipos de painéis
solares fotovoltaicos (placas fotovoltaicas) e seus prós e contras são discutidos na seção do link acima.
Certifique-se de que você está feliz com a tecnologia que você está escolhendo.
5 - Tolerância de Potência do Painel Fotovoltaico
Esta é a variação entre a potência indicada na folha técnica e, a energia real gerada. Por exemplo, um painel
solar fotovoltaico de 165W com uma tolerância de + 5/ - 5% poderá produzir qualquer coisa de 156.75W até
173.25W.
Esteja ciente deste número, uma vez que ele irá afetar diretamente a quantidade de energia que você vai gerar.
Alguns fabricantes de painel fotovoltaico (placa fotovoltaica) possuem garantia de “tolerância positiva” , isso
significa que a produção de energia é garantida ser,pelo menos, o que está especificado no painel solar. Por
exemplo: um painel solar fotovoltaico com potência especificada de 200W e uma tolerância de +5% / -0% irá
produzir um mínimo de 200W e uma máxima de 210W.
6 - Qualidade da “moldura” de alumínio do Painel Fotovoltaico
O quadro de alumínio, que vai ao redor do painel solar fotovoltaico é um bom indicador da qualidade geral da
fabricação do painel fotovoltaico.
Olhe para os cantos. Eles estão perfeitamente unidos? A moldura foi colada (não é aconselhável), aparafusada
ou soldada nos cantos?
Se a aparência é importante para você - então procure um painel fotovoltaico que foi anodizado em preto - eles
são lindos! (mas podem custar mais caro)
7- A Camada Inferior do Painel Fotovoltaico (Backsheet)
Todos os painéis solares fotovoltaicos (placas fotovoltaicas) têm uma folha inferior de plástico coladas na parte
de trás do painel fotovoltaico para proteger as células fotovoltaicas. Se a folha estiver com bolhas de ar ou sinais
de que vem descolando isso é sinal de um painel fotovoltaico de baixa qualidade.
8 - Diodos Bypass do Painel Fotovoltaico
Se o seu painel fotovoltaico for mono ou multi cristalino então os diodos de Bypass são obrigatórios. Eles são
diodos que custam alguns centavos cada um e são colocados em cada “série de células fotovoltaicas” na parte
de trás do painel solar fotovoltaico. Se você não tem diodos de bypass, uma pequena sombra em uma pequena
parte do seu painel solar fotovoltaico pode afetar a produção de energia do painel todo.
9 - Custo do Painel Fotovoltaico
O Cálculo óbvio de se fazer é calcular quantos “Watts” por “R$” você está comprando.
Lembre-se, na maioria das vezes você recebe pelo o que você paga, portanto seja cauteloso ao escolher um
sistema solar apenas pelo preço. Entretanto, existem promoções e alguns fornecedores realmente têm preços
de placas fotovoltaicas mais competitivos que outros. Apenas tenha certeza de comparar corretamente levando
em conta garantia, serviços, produto, qualidade etc...
Nota: o custo dos sistemas de energia solar pode ser substancialmente afetado pela dificuldade da instalação.
(quanto mais difícil for de instalar mais caro ele será).
10 - Coeficiente de temperatura do Painel Fotovoltaico
Isto é especialmente importante no Brasil!
O coeficiente de temperatura é um número que descreve a forma como o painel solar fotovoltaico lida com
temperaturas quentes - onde quente é definido como uma temperatura maior que 25 graus Celsius.
As unidades deste coeficiente são expressas em "%” por graus “C"
Quanto menor esse número, melhor!
Quanto mais sol você tiver em seu telhado mais energia você poderá gerar. Não se este número é muito alto
...Quanto maior este número, menos energia ele irá produzir em dias muito quentes, quando o sol está em pleno
vigor!
Um coeficiente de temperatura alto é um sinal de um painel de baixa qualidade. Um número razoável é entre 0,4
e 0,5%. Acima de 0,6% é um sinal de alerta. Entre 0,45 e 0,3%, é sinal de um excelente painel solar fotovoltaico.
Painel Solar ☀ Qual Potência Devo Usar em Meu Sistema - Jabá HD
Painel Solar ☀ Quando Devo Ligar em Série ou em Paralelo - Jabá HD
Posso Usar Painéis de Potência Diferentes no meu Sistema - Jabá HD
Cabos dos Painéis Aquecendo e Sistema Com Perdas, Como Resolver? HD
BATERIAS ESTACIONÁRIAS
As baterias são o pulmão de um sistema fotovoltaico isolado e servem para garantir o
fornecimento de energia quando não houver sol (noite e dias nublados). São as baterias que
https://www.youtube.com/watch?v=MW87pLps-P0
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=MW87pLps-P0
https://www.youtube.com/watch?v=2pukBk4nZJE
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=2pukBk4nZJE
https://www.youtube.com/watch?v=EsoJS9CFT0M
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=EsoJS9CFT0M
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=_WqrRnySGkI
determinam a autonomia de um sistema isolado. Um sistema de alarme, por exemplo, não pode
deixar de funcionar devido a alguns dias sem sol e por isso as baterias poderiam ser
dimensionadas para 7 dias de autonomia, por segurança. Já uma aplicação mais simples ou
menos essencial, poderia ser dimensionada para 3 dias sem sol. Sistemas conectados à rede
não necessitam de baterias já que a falta de sol é compensada pela energia da rede.
As baterias adequadas para sistemas de energia renovável são as baterias estacionárias ou de
ciclo profundo. Estas baterias suportam grandes descargas que uma bateria comum não
suportaria e é por isso baterias de carro devem ser evitadas.
● Baterias automotivas: DEVEM SER EVITADAS. Estas baterias foram projetadas para
fornecer grandes correntes por curtos períodos de tempo, como durante as partidas, por
exemplo. No entanto, não suportam descargas profundas e por isso sua vida útil fica
extremamente reduzida se utilizada em sistemas solares.
● Baterias Estacionárias comuns: Estas baterias utilizam placas mais grossas que as
convencionais, o que permite a elas passar por descargas profundas. São as mais
econômicas e uma boa opção para sistemas pequenos. Também são usadas em
veículos recreacionais, como carrinhos de golfe. Vida útil: 4 a 5 anos
● Baterias OPzS: São muito utilizadas para sistemas de energia alternativa e tem preços
razoáveis para a sua vida útil. Estas baterias são ventiladas, ou seja, liberam gás e
devem ter reposição de água de tempos em tempos. Os gases são explosivos e,
portanto deve permanecer em locais apropriados. Vida útil: > 10 anos
● Baterias de Gel: São baterias seladas de gel, que não liberam gás e que, portanto,
podem ficar em locais fechados. Também são adequadas para embarcações, pois o gel
não se movimenta dentro da bateria. Vida útil: > 10 anos
● Baterias AGM: Nestas baterias uma capa de vidro é utilizada para conter o eletrólito.
São baterias seladas, que não liberam gás, e com excelente desempenho. São mais
caras, mas geralmente pagam o investimento. Vida útil: >10 anos
Baterias são o primeiro item de desgaste em um sistema fotovoltaico e, portanto, a sua escolha
deve levar em conta a dificuldade/custo de manutenção e troca. Sistemas de energia renovável
são feitos para durar 30 anos ou mais e economizar em baterias pode não ser a melhor opção
no longo prazo.
Freedom
Estacionária
Baterias seladas especiais de uso estacionário, com alta resistência a ciclos de
descarga diários. Totalmente livres de manutenção, tem uma excelente relação
custo-benefício em sistemas de energia renovável.
Moura Clean Nano
Com a exclusiva membrana nanoporosa, limita a emissão de contaminantes na sala
de baterias. Com excelente capacidade de ciclagem, é propria para uso em ampla
faixa de temperatura, com maior eficiência energética e elevada vida útil.
Lojas Recomendada
Bateria Estacionária Moura Clean 12MF150 (150Ah)
Neo Solar -
Minha Casa Solar
Mercado Livre
Controladores de carga
Sobre os controladores de carga e fundamental conhecer a principal diferença entre
os modelos MPPT e PWM e para isso deixo o vídeo explicativo
1º Gerador de energia Solar o que é controlador de carga
2º Controlador de Carga Principais dúvidas dos Assinantes
http://www.neosolar.com.br/loja/bateria-estacionaria-moura-clean-12mf150-150ah.html
http://www.minhacasasolar.com.br/off-grid/baterias/bateria-estacionaria
http://lista.mercadolivre.com.br/bateria-estacion%C3%A1ria-moura-clean-12mf150-%28150ah%29_OrderId_PRICE
https://www.youtube.com/watch?v=uBqWkq1mfdk
https://www.youtube.com/watch?v=jQdgpqO5_us&t=884s
Controladores PWM e MPPT
Os controladores PWM (Pulse Width Modulation) são os mais utilizados, pois apesar da
menor eficiência se justificam pelo custo. Já os controladores MPPT (Maximum Power Point
Tracking), possuem maior eficiência e são cerca de duas vezes mais caros.
Para entender a diferença, imagine um painel comum de 135 Wp abastecendo uma bateria
de 12 V. Essa potência de pico (Wp) deste painel é a potência máxima produzida por ele no
ponto em que gera, por exemplo, 17,7 V e 7,63 A (17,7 x 7,63 = 135). Um controlador PWM,
nesse momento de pico, traráos 17,7 V para 12,5 V, por exemplo, mantendo os 7,63 A. Isso
significa que dos 135 Wp, estará fornecendo para a bateria somente 12,5 x 7,63 = 95 W, ou
seja, 70% da energia fornecida pelo painel. Já o controlador MPPT, ao mesmo tempo em
que traz a tensão para 12,5 V, eleva a corrente na mesma proporção, levando-a para 10,8 A
neste caso. Assim, o controlador fornecerá 12,5 x 10,8 = 135 W para a bateria, ou seja,
100% da energia produzida pelo painel. Como a eficiência dos controladores não é de
100%, essa diferença não será de 30%, como no exemplo, porém pode realmente chegar a
20 ou 25%. Para saber se vale a pena substituir um carregador PWM por um MPPT,
deve-se comparar a diferença de custo dos controladores com a redução do número de
painéis, já que a maior eficiência do sistema permitirá que se utilizem menos painéis.
Lojas recomendadas para comprar controladores de
carga
Minha casa Solar
Neo Solar
Mercado Livre
Aliexpress (China)
Inversor de Tensão
Hayonik
Este é o modelo mais recomendado Hayonik pela qualidade e também pelos testes
ja executado por mim na bancada
http://www.minhacasasolar.com.br/off-grid/controlador-de-carga
http://www.neosolar.com.br/loja/controlador-de-carga-solar.html
http://lista.mercadolivre.com.br/controlador-de-cargas#D[A:controlador-de-cargas]
https://pt.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initiative_id=AS_20170110173223&SearchText=controlador+de+carga
Lojas recomendadas
Minha casa Solar
Conectparts
Americanas.com
Neo Solar
Modelo alternativo recomendado e este na foto e separei o link para compra direto
no mercado livre
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-783828793-inversor-3000w-transformador-1
2v-p-110-127-veicular-_JM
Veja neste link do canal nosso amigo e colaborador Nestor Lana,
aproveite e assine ótimo conteúdo, o teste deste inversor abaixo.
https://www.youtube.com/watch?v=1OmiBUo1xyw&t=18s
http://www.minhacasasolar.com.br/inversor/inversores-off-grid
http://www.connectparts.com.br/inversor-1200w-transformador-24v-p--110-127-veicular-hayonik-39633/p?idsku=2001203&gclid=Cj0KEQiAqdLDBRDD-b2sv6-i6MsBEiQAkT3wAs7BO0hWCdf93Rg1ySGQlozHq6skamoI_ukCQn1yeVcaAnzp8P8HAQ&gclsrc=aw.ds
http://www.americanas.com.br/produto/8037783/inversor-de-onda-modificada-usb-300w-12vdc127v-hayonik?WT.srch=1&condition=NEW&epar=&epar=bp_pl_00_go_fj_todas_geral_gmv&gclid=Cj0KEQiAqdLDBRDD-b2sv6-i6MsBEiQAkT3wAoHqXNN2inVZJiCWxE1v_HE_Lvn0RQObiQgh3ZbQ3_IaAgTC8P8HAQ&opn=YSMESP&sellerId=8677036000116
http://www.neosolar.com.br/loja/inversor/de-tensao-off-grid-energia-solar.html
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-783828793-inversor-3000w-transformador-12v-p-110-127-veicular-_JM
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-783828793-inversor-3000w-transformador-12v-p-110-127-veicular-_JM
https://www.youtube.com/watch?v=1OmiBUo1xyw&t=18s
INVERSORES OU CONVERSORES
Os inversores transformam corrente contínua (CC) em corrente alternada (AC), além de levar as
baixas tensões dos painéis e baterias até os 110 V, 220 V ou outra tensão utilizada por um
aparelho elétrico. Além disso, alguns inversores também podem carregar baterias desde que
associados a um gerador ou à rede AC.
Os painéis solares fornecem energia na forma de corrente contínua (CC) e, também as baterias,
recebem e fornecem em CC. Por esse motivo, a menos que todos seus aparelhos possam
trabalhar com este tipo de corrente, você precisará de um inversor. Hoje, praticamente todos
nossos aparelhos eletrônicos utilizam corrente alternada (AC) e, portanto, apenas pequenos
sistemas isolados podem dispensar o inversor.
Inversores de Onda Quadrada – São os inversores mais simples e econômicos, porém não
podem ser utilizados com qualquer aparelho. Servem apenas para pequenas aplicações.
Inversores de Onda Senoidal Modificada – Muito utilizado e bastante econômico produz uma
onda intermediária entre a quadrada e a senoidal pura. Atende a maioria das aplicações, com
exceção de aparelhos mais exigentes. Aparelhos com controle de velocidade ou timers, cada
vez mais comuns, podem não funcionar adequadamente. Estes inversores são uma boa escolha
para pequenas instalações.
Inversores de Onda Senoidal Pura – Produzem uma onda senoidal praticamente perfeita e
muitas vezes até mais limpa que a da própria rede elétrica. Podem ser utilizados virtualmente
com qualquer aparelho. Apesar de mais caros, seu preço tem se aproximado aos inversores de
onda modificada e, portanto tem sido cada vez mais utilizados.
Inversores para Conexão à Rede (Grid-tie) – Caso sua instalação seja conectada à rede, você
precisará de Inversor Grid-tie. Estes inversores, além de produzir uma onda senoidal pura,
precisam sincronizar a freqüência com a rede elétrica. Geralmente possuem um mecanismo
chamado “ilhamento”, que garante que o sistema não energiza a rede quando esta for
desligada, evitando eletrocutar pessoas durante procedimentos de manutenção.
Microinversores para Conexão à Rede (Grid-tie) – Um novo tipo de inversor grid tie que tem
sido cada vez mais utilizado é o microinversor. Diferente dos inversores tradicionais (inversor
central), cada microinversor é conectado a um único painel solar. Tem as mesmas proteções e
apresentam vantagens sobre os inversores convencionais, como melhor eficiência, facilidade de
instalação, modularidade, maior vida útil e facilidade de manutenção.
Inversor/Carregador – Além da função de inversor, tem a capacidade de carregar as baterias a
partir de uma fonte AC. Permitem carregar as baterias e reduzir o risco de danos a elas por
descarga exagerada e, por essa mesma razão, permite reduzir o banco de baterias. Outra
vantagem é que permite arrancar um motor ou gerador mesmo quando as baterias estão
descarregadas.
Acessórios e Periféricos
Segue lojas recomendadas para comprar acessórios
Perfis, suportes presilhas e acessórios para painéis solares
http://loja.alu-cek.com.br/
http://www.alu-cek.com.br/site/
http://www.minhacasasolar.com.br/off-grid/acessorios-energia-solar
http://www.minhacasasolar.com.br/off-grid/estruturas-para-montagem
http://www.neosolar.com.br/loja/energia-solar.html
http://loja.alu-cek.com.br/
http://www.alu-cek.com.br/site/
http://www.minhacasasolar.com.br/off-grid/acessorios-energia-solar
http://www.minhacasasolar.com.br/off-grid/estruturas-para-montagem
http://www.neosolar.com.br/loja/energia-solar.html
ABC da Energia Solar
Introdução
O aproveitamento da energia gerada pelo Sol, inesgotável na escala terrestre de tempo,
tanto como fonte de calor quanto de luz, é hoje, sem sombra de dúvidas, uma das
alternativas energéticas mais promissoras para enfrentarmos os desafios do novo milênio. E
quando se fala em energia, deve-se lembrar que o Sol é responsável pela origem de
praticamente todas as outras fontes de energia. 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 conseqüente geração de eletricidade (hidroeletricidade). A
radiação solar também induz a circulação atmosférica em larga escala, causando os ventos.
Petróleo, carvão e gás natural foram gerados a partir de resíduos de plantas e animais que,
originalmente, obtiveram a energia necessária ao seu desenvolvimento,
da radiação solar. As reações químicas às quais a matéria orgânica foi submetida, a altas
temperaturas e pressões, por longos períodos de tempo, também utilizaram o Sol como
fonte de energia. É também por causa da energia do Sol que a matéria orgânica, como a
cana-de-açúcar, é capaz de se desenvolver, fazer fotossíntese para, posteriormente, ser
transformada em combustível nas usinas.
Energia Solar Fotovoltaica (Conceitos e História)
A Energia Solar Fotovoltaica é a energia obtida através da conversão direta da luz em
eletricidade (Efeito Fotovoltaico). O efeito fotovoltaico, relatado por Edmond Becquerel, em
1839, é o aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de
material semicondutor, produzida pela absorção da luz. A célula fotovoltaicaé a unidade
fundamental do processo de conversão.
Em 1876 foi concebido o primeiro aparato fotovoltaico advindo dos estudos das estruturas
de estado sólido, e apenas em 1956 iniciou-se a produção industrial, seguindo o
desenvolvimento da microeletrônica.
Inicialmente o desenvolvimento da tecnologia apoiou-se na busca, por empresas do setor
de
telecomunicações, de fontes de energia para sistemas instalados em localidades remotas.
O segundo agente impulsionador foi a “corrida espacial”. A célula solar era, e continua
sendo, o meio mais adequado (menor custo e peso) para fornecer a quantidade de energia
necessária para longos períodos de permanência no espaço. Outro uso espacial que
impulsionou o desenvolvimento das células solares foi a necessidade
de energia para satélites.
Radiação solar
A Terra recebe anualmente 1,5 x 1018
kWh de energia solar, o que
corresponde a 10.000 vezes o
consumo mundial de energia neste
período. Este fato vem indicar que,
além de ser responsável pela
manutenção da vida na Terra, a
radiação solar constitui-se numa
inesgotável fonte energética, havendo
um enorme potencial de utilização por
meio de sistemas de captação e
conversão em outra forma de energia
(térmica, elétrica etc.).
Uma das possíveis formas de conversão da energia solar é conseguida através do efeito
fotovoltaico que ocorre em dispositivos conhecidos como células fotovoltaicas. Estas células
são componentes optoeletrônicos que convertem diretamente a radiação solar em
eletricidade. São basicamente constituídas de materiais semicondutores, sendo o silício o
material mais empregado.
Células Fotovoltaicas e Efeito Fotovoltaico
Uma célula solar, ou
célula fotovoltaica, é um
dispositivo elétrico que
converte a energia da
luz do Sol diretamente
em energia elétrica
através do efeito
fotovoltaico.
São usadas
tradicionalmente 36, 60
ou 72 células
fotovoltaicas
interligadas em série
para montar um painel
fotovoltaico (Módulos
Fotovoltaicos). A
energia gerada pelos painéis fotovoltaicos é chamada de energia solar fotovoltaica.
A HISTÓRIA DA CÉLULA FOTOVOLTAICA
O efeito fotovoltaico foi demonstrado pela primeira vez em 1839 pelo físico francês Edmond
Becquerel. Aos 19 anos, ele construiu a primeira célula fotovoltaica do mundo no laboratório
de seu pai.
Em 1883 Charles Fritts construiu a primeira célula fotovoltaica em estado sólido. Ele
revestiu o semicondutor selênio com uma fina camada de ouro para formar as junções. A
célula fotovoltaica de Charles tinha apenas 1% de eficiência.
Em 1905 Albert Einstein propôs uma nova teoria quântica da luz e explicou o efeito
fotoelétrico em uma de suas teses, pela qual recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1921.
A primeira célula fotovoltaica comercial foi lançada em 25 de Abril 1954 pelo Laboratório
Bell.
AS CÉLULAS FOTOVOLTAICAS NAS MISSÕES ESPACIAIS
As células solares foram utilizadas pela primeira vez no satélite Vanguard em 1958, como
uma fonte de energia alternativa.
Em 1959 os Estados Unidos lançou o Explorer 6 com grandes painéis solares em forma de
asa. Um total de 9600 células solares fotovoltaicas. Isso se tornou uma característica
padrão na maioria dos satélites e até hoje ainda é a principal fonte de energia utilizada no
espaço.
No início de 1990 a tecnologia utilizada nas células fotovoltaicas utilizadas no espaço
mudou do tradicional silício cristalino para materiais semicondutores à base de arsenieto de
gálio. Hoje, essas células fotovoltaicas evoluíram para a moderna tecnologia de
multi-junções.
Nota: As células fotovoltaicas de multi junção estão aos poucos se tornando competitivas e
a tendência mundial é que em 5-10 anos estaremos usando elas em nossas casas.
Efeito fotovoltaico
A operação de uma célula solar é baseada na habilidade dos semicondutores de converter
luz solar em eletricidade, através do efeito fotovoltaico. No processo de conversão, a
energia da luz incidente cria, no semicondutor, partículas móveis carregadas que estão
então separadas pela estrutura do mesmo e produz corrente elétrica.
É importante ressaltar que a operação da célula é afetada pelas condições práticas de
operação, particularmente pela variação de temperatura e de irradiação.
Absorção de luz por um semicondutor
A conversão fotovoltaica de energia depende da natureza quântica da luz pela qual
percebemos a luz como um fluxo de partículas – fótons – que carregam a energia
Efótons (l ) = hc/l
Onde h é a Constante de Planck, c é a velocidade da luz e l é o comprimento de onda. Em
um dia claro, cerca de 4,4 x 1017 fótons atingem um centímetro quadrado da superfície
terrestre por segundo.
Somente parte desses fótons – aqueles com energia superior a da banda-gap – pode ser
convertida em eletricidade pela célula solar. Quando apenas um fóton entra no
semicondutor, ele pode ser absorvido e promover o movimento de um elétron da banda de
valência para a banda de condução (Fig. 3.7). Já que um buraco é deixado na banda de
valência, o processo de absorção gera pares elétron-buraco.
Cada semicondutor então se restringe a converter somente uma parte do espectro solar
(Fig. 3.8). Usando a equação 3.2, o espectro solar foi plotado em termos do fluxo de fótons
incidentes como uma função da energia dos fótons. A área sombreada representa o fluxo
de fótons que pode ser convertido por uma célula de silicone – cerca de dois terços do fluxo
total.
A natureza do processo de absorção também indica como uma parte da energia do fóton
incidente é perdida no evento. De fato, nota-se que praticamente todos os pares
elétron-buraco gerados têm energia superior a da banda-gap. Imediatamente depois da
criação, o elétron e o buraco decaem para estados próximos às bordas de suas respectivas
bandas. A energia em excesso é perdida em forma de calor e não pode ser convertida em
potência útil. Este é um dos principais mecanismos de perda em uma célula solar.
Nós podemos fazer algumas estimativas grosseiras da magnitude da potência elétrica que
pode ser produzida. Por fim, vamos interpretar o movimento dos elétrons, induzido pela luz,
através da banda-gap como corrente elétrica, chamada geração de corrente. Nós devemos
ver brevemente (seção 3.3.3) que uma célula solar pode, de fato, transformar esta corrente
fictícia em corrente elétrica real através do processo. Desconsiderando as perdas, cada
fóton então contribui com uma carga elétrica para a geração de corrente. A corrente elétrica
é igual a
Il = qNA
Onde N é o número de fótons na área luminosa do espectro e A é a área da superfície do
semicondutor que é exposta à luz. Por exemplo, a densidade de corrente Jl = Il/A que
corresponde ao espetro terrestre é cerca de 1,6 x 10-19 x 4,4 x 1017 = 70 mA/cm2. Disso,
uma célula solar de silicone pode converter no máximo 44 mA/cm2.
Qual a tensão que uma célula solar pode gerar? Alguém pode obter um salto superior por
um simples argumento eletrostático. Como nós podemos ver, a potência elétrica é
produzida pela separação de elétrons e buracos nos terminais do dispositivo. Esta
separação somente pode ocorrer se a energia eletrostática das cargas depois da separação
(qV onde V é a tensão nos terminais) não excede a energia do par no semicondutor, igual a
da banda-gap. Isso fixa um limite superior de forma que
V = Eg/q
A tensão máxima, em volts, é então numericamente à energia da banda-gap do
semicondutor em eletrovolts. Apesar da tensão real atingida ser consideravelmente menor
do que o limite teórico, a proposta de equação 3.4 de que semicondutores de banda-gap
larga produz tensões mais altas é verdade.
Nós assumimos, até agora, que todos os fótons com energia superior a da banda-gap são
absorvidos. De fato, muitos semicondutores são bons absorvedores de luz e absorvem toda
a luz sobre-banda-gap em uma camada de poucos micrômetros de espessura. Eles são
chamados semicondutores de banda-gap direta. Nos outros – os semicondutores de gap
indireto, que incluem também o de silicone cristalino – o processo de absorção é mais
complicado. Um quantum de vibrações da estrutura deve participar na conversãode um
fóton em um par elétron-buraco para conservar o momento que dificulta o processo e
diminui a capacidade do semicondutor de absorver luz. Este fenômeno é ilustrado na Fig.
3.9. Note que algumas centenas de micrômetros de silicone são necessárias para absorver
toda a luz sobre-band-gap ao invés dos poucos micrômetros de um material gap direto (por
exemplo, GaAs) que são necessários para esse propósito.
Tipos de Sistemas Fotovoltaicos
Atualmente são usados dois tipos de sistemas para geração de energia solar
fotovoltaica em residências e comércios, o On-Grid (que trabalha conectado a rede
elétrica da companhia elétrica local ) e o sistema Off-Grid (que trabalha isolado da
rede de forma autônoma independente das companhias elétricas )
Sistemas Fotovoltaico On Grid (Ligados a Rede)
Também chamados de grid-tie, este tipo de sistema fotovoltaico precisa, necessariamente,
estar conectado à rede de distribuição de energia.Dispensam a utilização das baterias e dos
controladores de carga.
No caso de sistemas on-grid, os inversores terão, além da função tradicional de converter a
corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA), a função de sincronizar o sistema com a
rede pública. Mas por quê?
No sistema on-grid, por não possuir dispositivo de armazenamento (Baterias), toda a
energia excedente produzida (aquela que não é utilizada pela residência ou pela empresa)
é enviada de volta à rede convencional de energia elétrica. Com isso, o relógio medidor de
energia elétrica gira no sentido contrário e esse excedente é convertido em créditos de
energia, que podem ser utilizados em momentos onde a demanda é maior que a produção,
dentro de um período de até 36 meses.
Com isso, apesar da residência ainda fazer uso da rede convencional de energia, há uma
economia na conta: você só paga a diferença entre o que é consumido e o que é produzido.
Esse tipo de sistema é regulamentado pela resolução normativa nº 482 da Agência
Nacional de Energia Elétrica (Aneel), de 17 de abril de 2012, que é o que define o
mecanismo de compensação de energia.
Outro ponto positivo é que esses créditos conseguidos podem ser utilizados por outras
unidades consumidoras, desde que possuam o mesmo titular e façam parte da mesma rede
distribuidora.
http://www.aneel.gov.br/cedoc/ren2012482.pdf
Passo a passo de como funciona o sistema de energia solar fotovoltaica:
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:
2 - O Inversor Solar converte a energia solar para a sua casa ou empresa
Um inversor solar converte a energia solar dos seus painéis fotovoltaicos (Corrente Contínua - 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 :
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.
http://www.portalsolar.com.br/painel-solar-fotovoltaico.html
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.
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
bidirecional). 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" (*3 e *4) 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!!
(*1) - 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 tornando a implementação muito
cara.
(*2) - O seu relógio de luz antigo vai ser substituído por um relógio de luz novo que é "bidirecional"
(mede a entrada e a saída de energia ). Desta forma ele será capaz de medir a energia que você
consome da rede elétrica e medir também a energia gerada em excesso pelo seu sistema
fotovoltaico que é injetada na rede assim gerando "créditos de energia" (3).
(*3) - Os "Créditos de Energia" são medidos em kWh. Para cada 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. (4).
(*4) - 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 (residencial, comercial ou industrial).
Resumindo, ainda é muito burocrático e caro ter o sistema On Grid no Brasil.
Sistema Fotovoltaico Off Grid isolado Off Grid (desligado da rede)
Os sistemas isolados ou autônomos para geração de energia solar fotovoltaica são
caracterizados por não se conectar a rede elétrica. O sistema abastece diretamente os
aparelhos que utilizam a energia e são geralmente construídos com um propósito local e
específico. Esta solução é bastante utilizada em locais remotos já que muitas vezes é o modo
mais econômico e prático de se obter energia elétrica nestes lugares. Exemplos de uso são
sistemas de bombeamento de água, eletrificação de cercas, geladeiras para armazenar vacinas,
postes de luz, estações replicadoras de sinal, etc.
Atualmente este sistema tem sido o mais utilizado nas residência aqui no Brasil por não haver
ainda uma lei que proíba ou regule a forma de utilização, sendo assim a forma mais viável para
a maioria da população que pode está importando dentro das formas legais os seus
equipamentos.
A energia produzida é armazenada em baterias que garantem o abastecimento em períodos
sem sol.
Os sistemas isolados de geração de energia solar fotovoltaica, de maneira simplificada, são
compostos de quatro componentes:
Os sistemas isolados de geração de energia solar fotovoltaica, de maneira simplificada, são
compostos de quatro componentes:
● Painéis solares ou placas solares:
● São o coração do sistema e geram a energia elétrica que abastece as baterias. Tem a
propriedade de transformar a radiação solar em corrente elétrica contínua. Um sistema
pode ter apenas um painel ou vários painéis interligados entre si.
● Controladores de carga:
● São a válvula do coração e garantem o correto abastecimento das baterias evitando
sobrecargas e descargas profundas, aumentando sua vida útil.
● Inversores:
● São o cérebro do sistema e tem a função de transformar corrente continua (CC) em
corrente alternada (AC), e levar a tensão, por exemplo, de 12V para 127V. Em alguns
casos pode ser ligado a outro tipo de gerador ou à própria rede elétrica para abastecer
as baterias.
● Baterias:
● São o pulmão do sistema e armazenam a energia elétrica para ser utilizada nos
momentos em que o sol não esteja presente e não haja outras fontes de energia.
Componentes e equipamentos do sistema fotovoltaico off grid
Painel solar:
Painel solar: Os painéis
solares fotovoltaicos são
os responsáveis por
transformar a energia
radiante do sol em energia
elétrica. Esses painéis são
constituídos por célulasfotovoltaicas (células
fotoeletroquímicas) ou
simplesmente "células
solares". Os painéis PV
são construídos para fornecer potência elétrica através de corrente contínua (CC). Os
módulos podem ser conectados em série ou em paralelo, conforme ilustra a Esquema de
um módulo fotovoltaico (genérico). Na Figura 1, observa-se uma visão expandida de um
painel fotovoltaico
Acumulador de energia (bateria):
Acumulador de energia (bateria): As
Baterias são acumuladores energia
elétrica, destinada a fornecer energia
em caso de picos de consumo ou em
caso de falha no sistema de retificação
e/ou na falta de energia primária, que
trabalham em local fixo . observa-se
uma típica bateria tipo estacionária
utilizada em sistema fotovoltaico
.Controlador de carga:
: O controlador de carga é
um dos principais
componentes de um
sistema fotovoltaico, tem a
função de proteger as
baterias contra descargas
profundas e excesso de
carga. Dessa forma,
aumenta sua vida útil e
assim garante que toda
energia produzida pelos
painéis solares sejam
armazenadas com maior
eficiência nas baterias . A Figura 3 ilustra um controlador de carga, observa-se o carregador
utilizado no projeto. Os reguladores de carga devem ser selecionados de acordo com as
características do projeto do sistema.
Figura 3
Inversor de Tensão:
Inversor de Tensão: O inversor tensão tem a função de transformar energia de corrente
contínua (CC) para corrente alternada (AC). O inversor deve dissipar o mínimo de potência,
de modo a evitar perdas e produzir uma tensão com baixo teor de harmônicos. Inversores
isolados comumente operam com tensões de entrada de 12, 24, 48 ou 120 Volts (CC) que
geralmente são convertidos em 120 ou 240 Volts (CA), na frequência de 60 ou 50 Hertz. A
Figura 4 ilustra este tipo de inversor.
Acessórios de instalação e periféricos
Os acessórios e periféricos para instalação do sistema fotovoltaico são indispensáveis, eles
vão dar um acabamento profissional no seu projeto, garantindo eficiência , durabilidade e
segurança. Abaixo uma lista com os principais acessórios a serem utilizados em
instalações residenciais e comerciais.
Conectores MC4
Os conectores MC4 foram desenvolvidos e
patenteados pela empresa alemã Multi-Contact
especialmente para utilização em sistemas
fotovoltaicos. Existiram gerações anteriores,
mas o MC4 se estabeleceu como um padrão
mundial em conectores para painéis
fotovoltaicos.
Dentre outras vantagens, podemos destacar:
● Facilidade de conexão entre painéis
(série ou paralelo), e com os inversores
● Resistência ao tempo (proteção UV),
umidade e intempéries
● Travamento automático, não
desconectam
● Fácil montagem e acoplamento aos
cabos
● Instalação e acabamento profissional
● A caixa de junção do painel permanece selada o que previne conexões precárias e
protege contra o tempo
Instalação de Conector tipo MC4
Os Conectores tipo MC4 foram especialmente desenvolvidos para sistemas fotovoltaicos.
Uma das principais vantagens é a facilidade de instalação dos painéis em série e paralelo com
os conectores tipo MC4. Os painéis vem com os cabos prontos, basta conectar um cabo ao
outro. Também pode ser necessária a utilização dos conectores MC4 "multi-branch", que
possuem normalmente duas entradas e uma saída, ideais para conexões em série e paralelo.
OBS.:Junto com as apostilas disponibilizamos o manual do instalador para conectores MC4:
As ferramentas utilizadas para montagem dos cabos são conhecidas pelos eletricistas. Alicates
de crimpagem, que na sua falta pode ser substituída também por alicates de bicos ou universal.
Exemplo de Instalação Painéis com conectores MC4
Cabos Solar
Os cabos para sistemas fotovoltaicos devem ser
dimensionados para uma queda de tensão máxima
de 2% entre os módulos e o controlador. Nos
circuitos controlador-baterias e baterias-inversor a
queda de tensão não deve exceder 1% e o condutor
deve ter capacidade para suportar pelo menos 125%
da corrente nominal de curto-circuito dos módulos
fotovoltaicos.
Para tal consultar a tabela de máxima distância
permitida para não ultrapassar esta queda de
tensão. A distância a ser levada em conta é o
comprimento do par de condutores, entre os dois
pontos a serem conectados. Nos circuitos de corrente alternada usar bitola mínima de 2,5
mm2 na saída do inversor e 1,5 mm2 nos circuitos das lâmpadas, interruptores e tomadas.
Em toda a instalação CC, os condutores utilizados devem ter as polaridades positiva e
negativa claramente identificadas. Deve-se respeitar a convenção de cores dos isolamentos
dos cabos, ou seja, vermelha (ou azul) para o condutor positivo (+) e preta (ou marrom ou
branco) para o condutor negativo (-). Todos os terminais dos condutores deverão ser
identificados.. No circuito de corrente alternada usar cores diferentes para as fases.
A fixação dos condutores nas baterias, no controlador de carga e no inversor deverá ser
feita com esmero para evitar mau-contato.
melho e preto positivo e negativo.
Os cabos solares tem durabilidade de 20 a 30 anos, são duplamente revestidos com
proteção térmica e contra ação UV, foram fabricados exclusivamentes para sistemas
fotovoltaicos
OBS. A instalação também pode ser feita com fio comum, basta que utilize um eletroduto
para proteger o cabo e utilize identificação de cores para negativo e positivo.
Utilize somente fiação de qualidade comprovada e dentro das normas da ABNT. Fios de
baixa qualidade ou fora de especificação irá comprometer o rendimento do sistema,
provocando perda de energia, aquecimento e mau contato. Veja na tabela abaixo a bitola de
fio a ser utilizado aplicando-se a distância e a corrente de seu sistema. Os dados são para
fio flexível, singelo com perda máxima até 5% da tensão em 12 Vdc. Para sistemas em 24
Vdc multiplique a distância por 2.
Disjuntores
Os Disjuntores são os dispositivos elétricos que
garantem segurança no sistema. Usaremos disjuntores
em 2 etapas Corrente contínua e na corrente
alternada. Pergunta básica, existe disjuntores para
Corrente contínua e para corrente alternada , a
resposta é SIM, outra pergunta muito comum qual a
diferença entre disjuntor de corrente cc com um
disjuntor corrente ca? A resposta : Os princípios que
estão por de trás do funcionamento são os mesmos. A
lâmina bimetálica da parte térmica funciona, a bobina
da parte magnética também funciona. A única
preocupação a ter geralmente é na polaridade, é
preciso respeitar, devido às técnicas usadas para
suprimir o arco-eléctrico. Se usarem a técnica do sopro magnético, a polaridade deve ser
respeitada, para que o arco vá para o sitio correcto. Mas nada melhor que consultar os
catálogos dos fabricantes.
Em instalações pequenas com pouca amperagem vindo dos painéis podem ser usados
disjuntores comum de corrente alternada no lugar de corrente contínua.
Lembrando que existem diferenças entre os dispositivos e a recomendação é usá los
corretamentes de acordo com as suas correntes CC ou DC
Quadro de distribuição
Usaremos quadro de distribuição para nosso projeto.
Um quadro de distribuição é um equipamento destinado alojar disjuntores a
receber energia elétrica de uma ou mais fontes de alimentação e distribuí-las a um
ou mais circuitos.
Suportes
Na figura acima temos alguns dos principais tipos de suportes usado para fixar os painéis
solares em telhados e lajes, teremos neste curso vídeos exclusivos com todos os detalhes
da instalação.
Normas Técnicas e Legislação vigentes
Um sistema solar fotovoltaico bem instalado tem que estar de acordo com as normas
técnicas, e so for sistema OnGrid de acordo com as leis vigente.
Informações Técnicas
As Informações Técnicas compreendem dados, tabelas, listas, documentos, planilhas,
indicadores, bem como instruções de preenchimento e outros materiais importantes para os
agentes, investidores, pesquisadores, instituições públicas ou privadas e cidadãos.
Geração Distribuída
Micro e Minigeração Distribuídas
Desde 17 de abril de 2012, quando entrou em vigor a Resolução Normativa ANEEL nº
482/2012 (http://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren2012482.pdf),o consumidor 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. Trata-se da micro
e da minigeração distribuídas de energia elétrica, inovações que podem aliar economia
financeira, consciência socioambiental e autossustentabilidade.
Os estímulos à geração distribuída se justificam pelos potenciais benefícios que tal
modalidade pode proporcionar ao sistema elétrico. Entre eles, estão o adiamento de
investimentos em expansão dos sistemas de transmissão e distribuição, o baixo impacto
ambiental, a redução no carregamento das redes, a minimização das perdas e a diversificação
da matriz energética.
Com o objetivo de reduzir os custos e tempo para a conexão da microgeração e minigeração;
compatibilizar o Sistema de Compensação de Energia Elétrica com as Condições Gerais de
Fornecimento (Resolução Normativa nº 414/2010); aumentar o público alvo; e melhorar as
informações na fatura, a ANEEL publicou a Resolução Normativa nº 687/2015 revisando a
Resolução Normativa nº 482/2012.
http://www.aneel.gov.br/cedoc/ren2012482.pdf
http://www.aneel.gov.br/cedoc/ren2012482.pdf
http://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren2012482.pdf
http://www.aneel.gov.br/cedoc/ren2010414.pdf
Principais inovações
Segundo as novas regras, que começaram a valer em 1º de março de 2016, é permitido o uso
de qualquer fonte renovável, além da cogeração qualificada, denominando-se microgeração
distribuída a central geradora com potência instalada até 75 quilowatts (KW) e minigeração
distribuída aquela com potência acima de 75 kW e menor ou igual a 5 MW (sendo 3 MW para
a fonte hídrica), conectadas na rede de distribuição por meio de instalações de unidades
consumidoras.
Quando a quantidade de energia gerada em determinado mês for superior à energia
consumida naquele período, o consumidor fica com créditos que podem ser utilizados para
diminuir a fatura dos meses seguintes. De acordo com as novas regras, o prazo de validade
dos créditos passou de 36 para 60 meses, sendo que eles podem também ser usados para
abater o consumo de unidades consumidoras do mesmo titular situadas em outro local, desde
que na área de atendimento de uma mesma distribuidora. Esse tipo de utilização dos créditos
foi denominado “autoconsumo remoto”.
Outra inovação da norma diz respeito à possibilidade de instalação de geração distribuída em
condomínios (empreendimentos de múltiplas unidades consumidoras). Nessa configuração, a
energia gerada pode ser repartida entre os condôminos em porcentagens definidas pelos
próprios consumidores.
A ANEEL criou ainda a figura da “geração compartilhada”, possibilitando que diversos
interessados se unam em um consórcio ou em uma cooperativa, instalem uma micro ou
minigeração distribuída e utilizem a energia gerada para redução das faturas dos consorciados
ou cooperados.
Com relação aos procedimentos necessários para se conectar a micro ou minigeração
distribuída à rede da distribuidora, a ANEEL estabeleceu regras que simplificam o processo:
foram instituídos formulários padrão para realização da solicitação de acesso pelo consumidor
e o prazo total para a distribuidora conectar usinas de até 75 kW, que era de 82 dias, foi
reduzido para 34 dias. Adicionalmente, a partir de janeiro de 2017, os consumidores poderão
fazer a solicitação e acompanhar o andamento de seu pedido junto à distribuidora pela
internet.
Crédito de energia
Caso a energia injetada na rede seja superior à consumida, cria-se um “crédito de energia”
que não pode ser revertido em dinheiro, mas pode ser utilizado para abater o consumo da
unidade consumidora nos meses subsequentes ou em outras unidades de mesma titularidade
(desde que todas as unidades estejam na mesma área de concessão), com validade de 60
meses.
Um exemplo é o da microgeração por fonte solar fotovoltaica: de dia, a “sobra” da energia
gerada pela central é passada para a rede; à noite, a rede devolve a energia para a unidade
consumidora e supre necessidades adicionais. Portanto, a rede funciona como uma bateria,
armazenando o excedente até o momento em que a unidade consumidora necessite de
energia proveniente da distribuidora.
Condições para a adesão
Compete ao consumidor a iniciativa de instalação de micro ou minigeração distribuída – a
ANEEL não estabelece o custo dos geradores e tampouco eventuais condições de
financiamento. Portanto, o consumidor deve analisar a relação custo/benefício para instalação
dos geradores, com base em diversas variáveis: tipo da fonte de energia (painéis solares,
turbinas eólicas, geradores a biomassa, etc), tecnologia dos equipamentos, porte da unidade
consumidora e da central geradora, localização (rural ou urbana), valor da tarifa à qual a
unidade consumidora está submetida, condições de pagamento/financiamento do projeto e
existência de outras unidades consumidoras que possam usufruir dos créditos do sistema de
compensação de energia elétrica.
Por fim, é importante ressaltar que, para unidades consumidoras conectadas em baixa tensão
(grupo B), ainda que a energia injetada na rede seja superior ao consumo, será devido o
pagamento referente ao custo de disponibilidade – valor em reais equivalente a 30 kWh
(monofásico), 50 kWh (bifásico) ou 100 kWh (trifásico). Já para os consumidores conectados
em alta tensão (grupo A), a parcela de energia da fatura poderá ser zerada (caso a quantidade
de energia injetada ao longo do mês seja maior ou igual à quantidade de energia consumida),
sendo que a parcela da fatura correspondente à demanda contratada será faturada
normalmente.
Normas Técnicas ABNT
Instalações elétricas de baixa tensão
Quando se fala de eletricidade ou qualquer assunto relacionado, o primordial
é a segurança. Eletricidade é um fenômeno manipulável pelo ser humano,
mas não totalmente dominado, por isso, para os profissionais desta área
existem uma série de recomendações, as NBR’s. As NBR’s advertem os
profissionais sobre as normas básicas de instalações elétricas, para que as
mesmas não ofereçam riscos a edificações, aos seres humanos, animais,
bens materiais e etc. NBR significa Norma Brasileira. As NBR’s são
aprovadas pela ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas, e é a
ABNT que disponibiliza a norma NBR-5410 em pdf.
Diferença entre NR e NBR
As NR’s são normas regulamentadoras para temas relacionados à segurança e
medicina do trabalho no território nacional, publicadas unicamente pelo Ministério do
Trabalho e Emprego (MTE). Diferentemente, as NBR’s são normas técnicas,
concebidas através de consensos e estudos relacionados ao tema, elas estipulam
requisitos de qualidade, desempenho, segurança e etc.
ABNT -Associação Brasileira de Normas Técnicas.
NBR-5410
OBS esta norma está junto com as apostilas disponível em pdf
A NBR-5410 é a norma que estipula as condições adequadas para o funcionamento
usual e seguro das instalações elétricas de baixa tensão, ou seja, até 1000V em tensão
alternada e 1500V em tensão contínua. Esta norma é aplicada principalmente em
instalações prediais, públicas, comerciais, etc. Para o profissional da área funciona
como um guia, sobre o que se deve ou não fazer, ela traz um texto diferenciado
explicando e colocando regras em instalações de baixa tensão, e faz grande diferença
conhecê-la e acima de tudo aplicá-la. Conhecer a norma e os tópicos nele propostos
esclarece muitas das dúvidas dos profissionais da área.
Objetivo da NBR-5410
No geral, esta norma estabelece as condições a que devem satisfazer as instalações
elétricas de baixa tensão a fim de garantir a segurança de pessoas e animais, o
funcionamento adequado da instalação e conservação dos bens. Ou seja, segurança
das pessoas e animais que habitam a instalação, funcionamento e conservação dos
bens.
Confira a NBR-5410 comentada no vídeo abaixo. Este vídeo é a explicação ilustrada e
comentada da norma e seus objetivos.
NBR-5410 se aplica:
Como dito anteriormente,a NBR-5410 é uma normatização voltada às instalações
prediais, porém quando se fala de instalação predial, logo pensamos na instalação
residencial, por isso os tópicos abaixo esclarecem e exemplificam a aplicação desta
norma.
● Áreas descobertas externas a edificações;
● Locais de acampamento, marinha e instalações análogas;
● Instalações temporárias como canteiros de obras, feiras, etc.;
● Circuitos elétricos alimentados sobtensão nominal igual ou inferior a 1000 V
em corrente alternada (CA), frequência inferior a 400 Hz, ou a 1500 V e
corrente contínua (CC) (modificação vinda da norma NR-10, que estabelece
o que é baixa tensão);
● Circuitos elétricos que não estão dentro de equipamentos, funcionando sobre
tensão superior a 1000 volts, e alimentados por uma instalação igual ou
inferior a 1000 volts e corrente alternada. Circuitos de lâmpadas de descarga,
por exemplo;
● Fiações e redes elétricas que não estejam cobertas pelas normas relativas
aos equipamentos de utilização;
● Linhas elétricas fixas de sinal com exceção dos circuitos internos dos
equipamentos
● Instalações novas e já existentes, sobre reforma;
NBR-5410 não se aplica:
Alguns dos pontos citados pertencem a normas próprias e específicas a instalação,
mesmo estando dentro das instalações de baixa tensão, por isso a NBR-5410 não se
aplica aos mesmos.
● Instalações de tração elétrica;
● Instalações elétricas de veículos motores, carros elétricos, por exemplo;
● Instalações de embarcações e aeronaves;
● Equipamentos para supressão de perturbações radioelétricas, na medida em
que não comprometa a segurança das instalações;
● Iluminação pública;
● Redes públicas de distribuição elétrica
● Instalações de proteção contra quedas diretas de raios, porém esta norma
considera as consequências dos fenômenos atmosféricos sobre as
instalações, por exemplo, seleção dos dispositivos de proteção contra sobre
tensão;
● Instalações em minas;
● Instalações em cercas elétricas;
A aplicação da NBR-5410 não dispensa o seguimento de outras normas aplicadas em
situações ou lugares específicos e os regulamentos que a instalação deve seguir.
Importância do cumprimento da norma
Ter uma instalação baseada nas normas é indiscutivelmente o correto, pois assim fica
assegurado o bom funcionamento, a conservação dos bens e principalmente a
segurança. Normas existem para regulamentar, trazer uma igualdade as demais
instalações elétricas e melhorar o âmbito de qualidade das instalações elétricas, e a
NBR-5410 existe justamente pela preocupação com as instalações elétricas de baixa
tensão, pois muitos acidentes ocorrem neste tipo de instalação com usuários que nem
sempre possuem qualificação. Cumprir a norma é assegurar que estas instalações
estejam dentro do que é considerado um funcionamento seguro.
ABNT NBR 10899 Conversão Fotovoltaica de
Energia solar
NBR 10899 – Energia Solar Fotovoltaica – Terminologia Define os termos técnicos relativos
à conversão FV e aborda a nomenclatura e principais termos técnicos utilizados na área
solar fotovoltaica, mas não inclui os termos gerais de eletricidade, que são definidos na
NBR 5456.
ABNT NBR 16274 Conversão Fotovoltaica de
Energia solar
NBR 16274 – Sistemas fotovoltaicos conectados à rede - Requisitos mínimos para
documentação, ensaios de comissionamento, inspeção e avaliação de desempenho
Estabelece as informações e a documentação mínimas que devem ser compiladas
após a instalação de um sistema fotovoltaico conectado à rede. Também descreve a
documentação, os ensaios de comissionamento e os critérios de inspeção necessários para
avaliar a segurança da instalação e a correta operação do sistema.