Isaque de Sousa Silva - 243062017 - TCM - Energia Solar Fotovoltaica

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ENGENHARIA CIVIL – N1
ISAQUE DE SOUSA SILVA – RA: 243062017
Energia Solar Fotovoltaica
Trabalho apresentado ao curso de Engenharia Civil do Centro Comunitário ENIAC, apresentado a disciplina de Oficina de Engenharia Ambiental e Química Tecnológica / Projeto Integrador. 
Professor: Daniel, José e Luciano.
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GUARULHOS – SP
2021
1. RESUMO
Esse Projeto apresenta o processo Energia fotovoltaica e suas utilidades. Entender detalhadamente como funciona a energia solar é um importante requisito para a aquisição ou montagem de um sistema de geração de energia solar. Este artigo contém uma série de informações de como funciona a energia solar e pode lhe guiar na escolha da melhor opção para sua residência ou empresa.
A energia solar vem sendo utilizada em residências, comércios, indústrias, em áreas rurais e na geração de energia elétrica por meio de usinas solares, sendo uma ótima opção para economia na conta de luz, além de ser uma energia alternativa, renovável e limpa.
2. INTRODUÇÃO
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. Leia aqui tudo o que você precisa saber sobre a energia fotovoltaica.
A Energia solar fotovoltaica é a energia elétrica produzida a partir do calor e da luz solar. Quanto maior a radiação solar nas placas solares, maior será a quantidade de energia elétrica produzida. A energia solar é considerada uma fonte de energia alternativa, renovável, limpa e sustentável. A energia solar pode ser chamada também de energia fotovoltaica, porém, é importante ressaltar que existem outros tipos de energia solar, como a energia termossolar e a energia heliotérmica.
O termo "fotovoltaica" vem do grego (Phos), que significa "luz", e "volt", a unidade de força eletro-motriz, que por sua vez vem do sobrenome do físico italiano Alessandro Volta, inventor da pilha. O termo "foto-voltaica" tem sido usado em Inglês desde 1849. A Placa de energia solar é o equipamento utilizado para captar a energia solar e iniciar o processo de transformação em energia elétrica.
3. OBJETIVOS
Esse projeto traz o objetivo a demonstração pratica e teórica de um sistema Fotovoltaico, desenvolvendo a aplicação em residência. A energia solar residencial funciona utilizando painéis solares instalados no telhado da casa e gerando energia elétrica quando há presença de luz do sol. Essa energia é levada ao inversor solar que altera a corrente elétrica, de contínua para alternada, para haver compatibilidade com a corrente da residência, ficando pronta para utilização nos eletrodomésticos e em qualquer outro equipamento. Se a sua casa com placa solar gerar mais energia do que está consumindo, a energia extrairá para a rede da distribuidora e gerará um “crédito de energia” para você.
4. METODOLOGIA
O que é energia solar residencial:
A energia solar residencial consiste na instalação de placas solares e de sistemas de captação de energia fotovoltaica, a fim de garantir uma relativa autonomia energética para propriedades residenciais, assim como obter economia na conta de luz. A principal diferença entre esse tipo de aplicação e as que são implementadas no comércio ou na indústria, está na potência da geração de energia. Esses estabelecimentos frequentemente precisam de mais potência energética do que as casas e, por isso, possuem um sistema capaz de captar e armazenar mais energia solar. Usinas fotovoltaicas, por exemplo, utilizam o sistema on-grid para produzir e distribuir a energia solar.
Tipos de energia solar residencial:
A instalação de sistemas de energia fotovoltaica em residências pode representar uma considerável economia nas tarifas de energia elétrica. Apesar de ser uma tecnologia relativamente nova, esse benefício faz com que o número de proprietários que optam por implementar a energia solar em suas residências cresça a cada ano. A adesão a esse tipo de geração de energia é relativamente fácil e descomplicada, mas entender melhor quais são as opções disponíveis pode ajudar muito na escolha pelo melhor sistema para cada propriedade.
Existem três principais sistemas residenciais de geração de energia fotovoltaica: o on-grid, o off-grid e os sistemas híbridos. Os chamados de on-grid são os mais populares e têm conexão direta com a rede elétrica. Dessa maneira, qualquer excedente de energia é enviado à distribuidora e o proprietário do imóvel ganha um desconto em sua conta. Além disso, se a geração de energia não for suficiente para suprir às necessidades da residência, a rede elétrica fornece o restante.
O off-grid é um sistema autônomo, sem ligação com a rede elétrica. Muito usado em locais mais remotos, sem a cobertura do sistema de energia elétrica. A energia excedente gerada pelas placas fotovoltaicas pode ser armazenada em baterias, a fim de garantir a alimentação mesmo em dias chuvosos, nublados ou durante a noite. Já os sistemas híbridos se caracterizam por estarem ligados à rede de energia, mas também serem capazes de armazenar a produção excedente em baterias, agregando, assim, características dos sistemas on-grid e off-grid.
Sistemas híbridos oferecem, ainda, mais independência para o usuário, sendo capazes de fornecer energia mesmo durante a noite. Além disso, esses sistemas são capazes de reduzir a conta de luz ainda mais, uma vez que a rede elétrica é usada menos vezes.
Algumas das vantagens da energia solar para residências são:
Redução na conta de luz em até 95%;
A Energia Solar valoriza a sua casa;
Energia solar residencial acaba com o aumento da conta de luz;
Energia Solar Residencial é sustentabilidade;
Energia solar não faz barulho;
Instalação rápida.
A energia solar residencial vale a pena por trazer benefícios, como a redução da conta de luz em até 95%, valorizar o imóvel, além de ser uma opção de energia limpa, alternativa e sustentável. A altura da propriedade influencia no preço, devido ao risco na instalação. O tipo de telha ou cobertura influencia no preço da energia solar residencial por conta da dificuldade da instalação e do tipo de estrutura de fixação que será usado para prender as placas solares (painéis solares) em seu telhado. A qualidade de painel solar e inversor afetam o custo da energia solar residencial. Placas e inversores melhores, geralmente possuem um maior custo de aquisição.
5. DESENVOLVIMENTO
Passo a passo para instalar energia solar residencial 
Se você se interessou pela energia solar residencial, é possível que queira saber também quais são os passos a serem seguidos para a instalação dessa tecnologia em sua propriedade. Entenda melhor a seguir.
Entender melhor a sua conta de luz
Esse passo o ajudará a entender quais são as necessidades energéticas da sua residência, além de ajudar com o orçamento em diferentes empresas. Veja qual é o consumo médio em kWh para calcular a potência do sistema de energia solar que precisará ser instalado.
Procurar uma empresa confiável
O sucesso da implementação da energia solar em sua residência depende diretamente da qualidade do serviço prestado pela empresa responsável por realizar a instalação. Dessa maneira, procure sempre por um serviço bem recomendado e evite empresas que oferecem um preço ou tempo de garantia muito abaixo do mercado.
Homologar a instalação da energia solar junto à distribuidora
Informe-se sobre as políticas relacionadas à instalação de placas fotovoltaicas em sua região. Se estiver optando pelo sistema on-grid, você precisará da autorização da sua distribuidora para que ocorram as devidas adaptações em seu relógio.
Dúvidas frequentes sobre energia solar residencial
Como escolher uma empresa para instalar energia solar na minha residência?
Gostamos de incentivaras pessoas a escolherem a empresa pelo atendimento, ou seja, o quão satisfeito você está com o atendimento da empresa que está orçando o sistema de energia solar fotovoltaica para a sua residência? Tenha em mente as questões abaixo e escolha a empresa com o melhor atendimento e custo-benefício:
Quais equipamentos preciso adquirir para gerar energia solar residencial?
Para um sistema fotovoltaico padrão (conectado à rede elétrica da sua residência), você vai precisar de um kit de energia solar residencial com
Painéis fotovoltaicos (placas solares);
inversor solar;
estrutura de fixação;
cabos e conectores específicos para energia fotovoltaica (eles devem aguentar o sol e chuva por 25 anos);
alguns outros materiais elétricos que você pode encontrar em qualquer loja especializada.
Mas, na prática, você terá que comprar o sistema fotovoltaico completo. Desista de tentar fazer você mesmo o projeto de energia fotovoltaica residencial, pois, provavelmente, sairá mais caro.
Além disso, somente engenheiros e eletrotécnicos podem registrar legalmente o seu sistema de energia fotovoltaica residencial junto à distribuidora para que você receba os seus créditos de energia.
A manutenção do sistema de energia solar residencial é alta?
A manutenção do sistema de energia solar residencial é muito baixa. No geral, o sistema de energia solar para residências é feito para durar 25 anos, com manutenção mínima.
A placa solar para residência (painel solar) requer uma limpeza básica com água a cada 6 meses (isso quando não chover ou for um lugar com muita poluição). Para o inversor solar, será necessário substituir algumas peças depois de 5 ou 10 anos.
Existe algum perigo ao instalar energia solar em minha residência?
Os riscos são os mesmos de fazer qualquer manutenção no sistema elétrico de sua casa. Ou seja, se for bem feito o risco é muito baixo de levar um choque ou ter um curto circuito. Escolha bem a empresa que vai instalar o sistema de energia solar na sua casa para que você não tenha problemas.
Quanto tempo dura um sistema de energia solar residencial?
Quando bem cuidado, mais de 25 anos.
Consigo instalar energia solar em apartamento?
É possível instalar energia solar em apartamentos se a cobertura tiver espaço ou se a laje/telhado de cobertura for grande o suficiente. Para fachadas, é possível, porém muito mais caro e produzirá muito menos energia. Para projetos arquitetônicos específicos, funciona, porém para um apartamento normal, dentro da cidade, é muito improvável.
Posso ligar qualquer equipamento com energia solar na minha casa?
Sim, se você tiver um sistema fotovoltaico conectado na rede elétrica (o padrão), você não terá nenhum problema, pois ele gera energia em paralelo com a rede da distribuidora. Ou seja, quando falta energia solar, a energia da rede compensa.
Como funciona a energia solar residencial durante a noite ou na chuva?
Uma das poucas desvantagens da energia solar é o fato de não funcionar durante a noite, a não ser que você tenha baterias para guardar energia durante o dia.
Em dias chuvosos, haverá geração de energia, mas será em menor quantidade.
Entretanto, os sistemas fotovoltaicos são, em grande parte dos casos, conectados à rede de energia (chamados sistemas de energia solar on grid). Isso significa que, durante o dia, a energia elétrica solar excedente que seu sistema gerou será “jogada” na rede da distribuidora (esse excedente vira créditos de energia). Durante a noite, é possível utilizar a energia da rede da distribuidora e abater o seu consumo dos créditos de energia gerados durante o dia.
6. RESULTADOS
Após a instalação do seu sistema de energia solar, 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).
Esse relógio de luz mede a energia da rua que é consumida quando não tem sol e a energia solar gerada em excesso quando há uma produção maior que o consumo e é injetada na rede da distribuidora.
A energia solar que vai para a rede vira créditos de energia. 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 nos próximos 60 meses.
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, garantindo mais economia na sua conta de luz.
Em outras palavras: você produz energia limpa com a luz do sol e reduz a sua conta de luz!
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).
Na página "A regulamentação dos créditos de energia solar" fazemos um resumo de como esse sistema de créditos funciona. De qualquer forma, isto é algo que a empresa instaladora do sistema fotovoltaico poderá lhe explicar quando estiver fazendo o seu orçamento.
Quando falamos em eficiência do painel solar fotovoltaico (placa fotovoltaica), falamos na porcentagem (%) de energia do sol que atinge a superfície da placa solar e é transformada em energia elétrica para o nosso consumo. Ou seja, quantos Watts/hora por m2 o painel solar gera de energia.
Quanto maior a eficiência do painel fotovoltaico, mais Watts por metro quadrado o seu sistema fotovoltaico vai gerar e menor será o painel solar fotovoltaico para a mesma produção de energia.
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A aquisição de um sistema de energia solar representa um investimento que volta ao cliente na forma da economia obtida na conta de luz. Um recente levantamento feito sobre esse tempo de retorno, conhecido como payback, mostra que, para instalações residenciais, esse prazo hoje fica entre 3 a 5 anos, dependendo da região.
Em contrapartida, os equipamentos dos sistemas fotovoltaicos possuem uma vida útil de geração de, pelo menos, 25 anos para os módulos e de 15 ou mais para os inversores, prazo muito acima do payback. Sistemas fotovoltaicos demandam pouca manutenção, sendo a limpeza dos módulos a mais necessária, porém apenas em lugares muito secos e com acúmulo de poeira. A manutenção elétrica também é necessária, porém feita apenas uma ou duas vezes por ano, e garante a longa vida útil do sistema.
Assim como foi no caso do automóvel, do computador e do telefone móvel, que em seus primórdios também pareciam ser artigos de luxo, hoje já são parte integrante da vida da maioria da população brasileira. Normalmente, o crescimento de tecnologias com alto potencial de impacto social se dá paulatinamente e de forma gradual, penetrando primeiro em algumas camadas da sociedade, que abrem caminho para outras.
8. FONTES CONSULTADAS
Portal Solar: https://www.portalsolar.com.br/energia-solar-residencial.html
Blue Sol: https://blog.bluesol.com.br/como-funciona-energia-solar-fotovoltaica/
Solar Brasil: https://www.solarbrasil.com.br/blog/energia-solar-fotovoltaica-conceitos/
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