Sistema Fotovoltaica
Sistema Fotovoltaico
Um sistema de energia solar fotovoltaico, também chamado de sistema de energia solar ou, ainda, sistema fotovoltaico, é um sistema capaz de gerar energia elétrica através da radiação solar.
Existem dois tipos básicos de sistemas fotovoltaicos: Sistemas Isolados (Off Grid) e Sistemas Conectados à Rede (Grid-tie ou On Grid).
Como funciona um Sistema de Energia Solar Fotovoltaica?
As aplicações dos sistemas de energia solar são diversas e, para que o projeto funcione, é necessário que cada componente cumpra seu papel.
É muito comum, inclusive, que os diversos itens responsáveis pela geração e funcionamento da energia solar sejam vendidos juntos em um kit de energia solar fotovoltaica, uma vez que são complementares.
A placa solar (ou painel) é o componente mais importante de um kit de energia solar, responsável por captar os raios solares e transformá-los em eletricidade.
Em um sistema, temos habitualmente várias placas solares conectadas em séries (também chamadas de string) ou em paralelo, que juntas formam um arranjo fotovoltaico.
A quantidade e o posicionamento de placas em cada sistema são decididos no momento do dimensionamento, quando se avalia a quantidade necessária de energia solar a ser gerada.
Essa eletricidade gerada pelas placas solares passa, então, pelos inversores (que podem ser microinversores ou inversores string – veja a diferença entre os dois tipos aqui. Eles são responsáveis por converter a energia de corrente contínua (CC) para corrente alternada (CA), “transformando”, assim, a energia solar na eletricidade convencional que utilizamos tanto em aparelhos eletrodomésticos quanto para fornecer luz a uma casa.
Sistema de Energia Solar Fotovoltaica – Equipamentos – Placa Solar
Sistemas Off Grid
No caso dos sistemas Off Grid, o projeto deve contar também com baterias solares, instaladas para armazenar energia elétrica que será utilizada quando não houver sol (durante a noite) ou em casos de queda de energia, cumprindo a função de backup.
Para garantir esse funcionamento, os sistemas isolados devem contar também com um controlador de carga solar (ou regulador de carga), presente para evitar sobrecargas ou descargas exageradas na bateria solar, além de otimizar o aproveitamento da energia — preservado, assim, seu desempenho e evitando redução da vida útil.
Proteções também são partes importantes dos geradores solares e a principal delas é a String Box: a caixa instalada para a proteção dos cabos e demais equipamentos, que evita problemas de sobrecarga, surtos de energia e outros eventuais acidentes.
Essa caixa de proteção faz a proteção do lado CC e só é dispensável quando o sistema trabalha com micro inversores (que fazem a conversão de CC para CA próximos a cada placa solar, entenda aqui como funcionam os micros inversores.
Qualquer arranjo solar também deve contar com estrutura de fixação para a instalação das placas, além de cabeamento conectando os componentes entre si e o kit solar à fiação da residência (no caso dos sistemas On Grid).
Como é gerada a energia solar fotovoltaica?
A geração da energia solar ocorre graças ao processo conhecido como efeito fotovoltaico, realizado pelas placas solares. De um modo simplista, as células fotovoltaicas que compõem as placas “transformam” os raios de sol em eletricidade, que depois deverá passar pelos inversores para ser convertida em corrente alternada (CA) e, depois, utilizada.
É justamente para captar mais radiação solar que as placas fotovoltaicas são instaladas sobre a cobertura de uma construção ou sobre áreas abertas e fixadas ao solo.
O efeito fotovoltaico
O efeito fotovoltaico acontece quando a luz solar, através de seus fótons, é absorvida pela célula fotovoltaica, um material semicondutor que converte a radiação solar em energia elétrica.
Vale lembrar: uma placa solar é composta por diversas células solares. Saiba tudo sobre placas solares aqui.
Pelo processo do efeito fotovoltaico, a energia dos fótons da luz é transferida para os elétrons que então ganham a capacidade de movimentar-se. O movimento dos elétrons, por sua vez, gera a corrente elétrica.
O efeito fotovoltaico é muitas vezes confundindo com o efeito fotoelétrico, um fenômeno de natureza similar pelo qual um material (geralmente metálico) emite elétrons após ser exposto à radiação da luz.
Um sistema de energia solar produz energia durante a noite?
Não. As placas solares não conseguem gerar energia à noite, quando não há sol.
Elas podem, sim, captar alguma energia mesmo em dias nublados ou chuvosos, mas não é possível que elas operem durante a noite, por mais que exista alguma radiação residual.
Apesar de conceitualmente ser possível aproveitar qualquer nível de claridade ou radiação (como por exemplo a radiação solar refletida a partir da lua), na prática a geração de energia seria insignificante no período noturno, o que reforça: não é possível gerar energia solar à noite.
Ainda assim, existem soluções para que a energia solar produzida durante o dia seja reutilizada durante a noite, garantindo o abastecimento de eletricidade 24 horas por dia.
Nos sistemas isolados (Off Grid), que não estão conectados a nenhuma rede elétrica, o abastecimento noturno é garantido graças a bancos de baterias que armazenam energia para que seja utilizada quando não há sol (seja no período noturno ou em dias nublados, quando a radiação solar é insuficiente).
Já no caso dos sistemas On Grid (conectados à rede), não se utilizam baterias. Nesses sistemas a energia solar se junta à energia da rede elétrica, garantindo o funcionamento dos equipamentos 24 horas por dia. Quando há excesso de energia solar produzida, esse excedente é jogado na rede e consumido na vizinhança. Já à noite e em dias nublados, a falta de energia solar (que não pode ser gerada nessas condições) é compensado com energia proveniente da própria rede elétrica.
Um sistema de energia solar produz energia em um dia nublado?
Sim, a claridade dos dias nublados é capaz de gerar energia, porém esta produção é bem pequena se comparada à de um dia limpo.
Quando dimensionamos o sistema, utilizamos a média anual de radiação solar e isso já considera os dias claros, nublados e chuvosos.
Como trabalhamos com regime de compensação de energia, não importa se em um dia a produção foi baixa, pois há dias claros com produção alta e, no final, a média de radiação é que será mais importante. Nos dias nublados, a energia é garantida pela rede pública, assim como acontece à noite.
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