Energia Solar

A adequação elétrica será necessária quando a instalação existente não comportar a carga instalada do sistema fotovoltaico (SF). Sendo necessário adequar o quadro geral de distribuição de energia elétrica na edificação, em casos extremos o quadro geral deverá ser totalmente substituído para comportar os novos disjuntores e DPS’s, principalmente por motivo de segurança contra sinistro na instalação ou até mesmo a edificação.

Faz parte também da adequação a instalação de transformador, ou autotransformador, em baixa tensão para conexão com a rede de distribuição via padrão de entrada. Há casos em que se deve construir um ramal elétrico, na média tensão, para instalar um transformador de rebaixamento da média tensão para a baixa tensão antes do padrão de entrada de energia (medidor de energia), isso pode ocorrer principalmente nas instalações com mais de 75kW de carga elétrica instalada.

Na maioria das vezes a adequação se resume somente na padronização no padrão de entrada de energia elétrica, pois geralmente há um aumento na carga instalada no local de instalação do SF, esse aumento da carga instalada é o que determina uma nova categoria de atendimento, de acordo com as normas vigentes da concessionária de energia. Por exemplo, devemos substituir o padrão de entrada quando há necessidade de mudar um atendimento bifásico para um trifásico, adequando inclusive as instalações internas na edificação.

Para uma boa produção de energia, através dos módulos fotovoltaicos, além da incidência solar também é necessário ter uma angulação correta, e também, a indicação certa para Norte. Nós buscamos sempre a perfeição dos sistemas através da adequação estrutural, onde é feita a correção da angulação e inclinação do telhado, para que assim o sistema trabalhe 100% garantindo o perfeito funcionamento e economia.

Em algumas situações para garantir a segurança nas instalações deve ser elaborado um laudo técnico emitido por profissional habilitado na respectiva área de atuação elétrica ou civil.

Laudo de Instalações elétricas é um documento emitido pelo profissional do qual deve constar as informações levantadas, vistoriadas, medidas ou analisadas, de forma a verificar se cada sistema dentro de uma instalação está em conformidade com as normas e legislações vigentes. Alguns dos órgãos que podem exigir um Laudo Elétrico são: – Ministério do Trabalho e Emprego, através da sua norma regulamentadora NR-10 – Corpo de Bombeiros – Prefeitura Municipal – Certificadoras ISO 18000 – Seguradoras. O Laudo Elétrico deve ser emitido por um Engenheiro Eletricista ou um Técnico em Eletrotécnica com base em inspeções e medições realizadas nas instalações elétricas, à luz dos requisitos estabelecidos pelas normas técnicas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas).

O Laudo Estrutural é uma avaliação feita por um profissional habilitado, no caso um engenheiro civil, frente à uma necessidade do cliente de modificar uma edificação já existente (ampliação, mudança de utilização, reforma, etc.) ou frente a anomalias que surgiram numa edificação existente (fissuras, infiltrações, etc.). Nesse laudo consta as diretrizes do que deve ser feito para atender as necessidades do cliente ou restaurar a edificação de forma mais segura, rápida e eficaz possível. A partir do Laudo Estrutural, dependendo da necessidade do cliente, pode-se implementar um reforço estrutural, nos casos onde a edificação necessita de um aumento de resistência para suportar uma mudança de utilização, como o sobrepeso decorrente da instalação de painéis solares na cobertura de uma edificação.

Não iniciamos as instalações sem que antes haja uma averiguação/inspeção elétrica e estrutural.

Transformador, acoplador ou autotransformador, são utilizados quando a tensão de saída do inversor é diferente da tensão na rede da concessionária, por exemplo, um inversor ABB de 50kW gera tensão trifásica em 380V porém, a rede da concessionária opera na tensão de 220V, neste caso o acoplamento elétrico deve ser realizado com a instalação de um transformador entre o inversor e o padrão de medição da concessionária.

Os transformadores de acoplamento não podem ser protegidos por meio de fusíveis. A proteção do transformador deverá ser realizada por disjuntor adequadamente dimensionado, (extraída com adaptação da Norma de Distribuição Unificada NDU – 015 Energisa MT).

As modalidades tarifárias são um conjunto de tarifas aplicáveis ao   consumo de energia elétrica e demanda de potência ativa. Elas são definidas de acordo com o Grupo Tarifário, segundo as opções de contratação definidas na REN nº 414/2010 e no Módulo 7 dos Procedimentos de Regulação Tarifária – PRORET:

Grupo A: Unidades consumidoras da Alta Tensão (Subgrupos A1, A2 e A3), Média Tensão (Subgrupos A3a e A4), e de sistemas subterrâneos (Subgrupo AS).

Horária Azul: tarifas diferenciadas de consumo de energia elétrica e de demanda de potência, de acordo com as horas de utilização do dia (postos tarifários). Disponibilizada para todos os subgrupos do grupo A; e 

Horária Verde: tarifas diferenciadas de consumo de energia elétrica, de acordo com as horas de utilização do dia (postos tarifários), e de uma única tarifa de demanda de potência. Disponível para os subgrupos A3a, A4 e AS. 

Grupo B: Unidades consumidoras da  Baixa Tensão, das Classes Residencial (Subgrupo B1), Rural (B2), Demais Classes (B3) e Iluminação Pública (B4)  

Convencional Monômia: tarifa única de consumo de energia elétrica, independentemente das horas de utilização do dia; e 

Horária Branca: tarifa diferenciada de consumo de energia elétrica, de acordo com as horas de utilização do dia (postos tarifários). Não está disponível para o subgrupo B4 e para a subclasse Baixa Renda do subgrupo B1.

Nas modalidades tarifárias do Grupo A, aplicam-se os horários de ponta e fora ponta.

E na Tarifa Branca aplicada ao Grupo B, aplicam-se os três postos tarifários: ponta, intermediário e fora ponta.

Horário (posto) de ponta: período diário de 3h consecutivas, com exceção feita aos sábados, domingos e feriados nacionais;

Horário (posto) intermediário: período de horas conjugadas ao horário de ponta, aplicado exclusivamente às unidades consumidoras que optem pela Tarifa Branca. Pode variar de 1h à 1h30 antes e depois do horário de ponta; e Horário (posto) fora de ponta: período diário composto pelas horas consecutivas e complementares ao horário de ponta e intermediário.

(Fonte:https://www.aneel.gov.br.)

Para saber mais sobre os Postos Tarifários utilizados nas modalidades tarifárias horárias, acesse:

 PostosTarifários ( https://www.aneel.gov.br/postos-tarifarios)

Clientes interessados na aquisição de um sistema de geração de energia fotovoltaica têm recebido orçamentos com diferentes características técnicas, com isso a análise das propostas requer cuidados que vão além da análise do valor financeiro da proposta.

No momento da escolha das empresas da proposta, é interessante pesquisar e buscar empresas com características semelhantes à apresentada abaixo:

• Ter engenheiro próprio na empresa;
• Possuir instalações próximas, para que antes do fechamento seja realizada uma visita e comprovar a qualidade dos serviços.
• Ter uma boa reputação nas mídias sociais;

Essas condições deverão ajudar na escolha de uma empresa capacitada para a realização de um orçamento adequado, da instalação com segurança e confiabilidade e oferecer um bom serviço de pós-venda.

O preço ainda é um dos fatores decisivos no momento da aquisição de um produto ou serviço. No caso de sistemas de geração de energia fotovoltaica, existem diversos fatores que influenciam no valor final da aquisição. Assim, é importante analisar tecnicamente os orçamentos realizados para equalizar as propostas e descobrir qual o melhor custo benefício.

O aproveitamento da energia gerada pelo sol é uma das alternativas energéticas mais promissoras para prover a energia necessária ao desenvolvimento social com sustentabilidade. No entanto, para garantir a eficiência do sistema deve-se evitar, ou ao menos minimizar, os fatores que ocasionam perdas na geração de energia.

Entender os fatores de perda em sistemas fotovoltaicos e como eles impactam na geração é imprescindível para o correto dimensionamento do sistema de geração.

Podem ocorrer perdas diretamente ligadas aos módulos fotovoltaicos, que são:

• Orientação e inclinação dos módulos;
• Sombreamento e/ou sombreamento parcial;
• Acúmulo de sujeira;
• Temperatura;
• Mismatch e Célula rachada ou quebrada.

1 – Orientação e inclinação dos módulos.

Os efeitos da inclinação e orientação dos painéis no rendimento do gerador dependem da razão entre a radiação direta e difusa local. A radiação direta é a radiação que efetivamente atinge a superfície. Por sua vez, a difusa é a radiação recebida indiretamente, onde existem perdas ao passar por obstáculos na atmosfera, como nuvens. Para obter a inclinação ideal para que haja a incidência solar máxima em um período de um ano, a inclinação das placas deve ser igual à latitude local, tendo como orientação sempre a linha do equador.

2 – Sombreamento e acúmulo de sujeira (poeira)

Os módulos fotovoltaicos apresentam seu auge de geração quando iluminados homogeneamente. Quando há o sombreamento, parcial ou total, ocorre o fator mais crítico para a geração de energia, devido às células fotovoltaicas serem conectadas em série, portanto o que irá determinar a corrente, potência e operação de todo o sistema, será aquela que recebe a menor quantidade de radiação.

Devemos sempre observar o local onde será instalado o sistema de energia solar, para verificar as seguintes questões:

– Existência de árvores na altura ou acima do local onde os módulos serão instalados;

– Presença de poeira constante (proximidade a estradas sem pavimento, por exemplo);

– Canteiros de obras próximos;

– Cidades com alto índice de poluição;

Esse fator irá variar entre 1% e 5%, quanto menor o fator, menos há possibilidade de sombreamento.

Gostamos sempre de lembrar que o sombreamento causado por nuvens não entra no cálculo deste fator, portanto aqui eles devem ser desconsiderados.

Em áreas industriais com grande tráfego de automóveis, ou com clima seco, por exemplo, ocorre maior acúmulo de sujeira nos painéis fotovoltaicos. O efeito do acúmulo de sujeira é menor quando o módulo é limpo com a água da chuva. Uma angulação de pelo menos 10º é normalmente suficiente para que isto ocorra.

Quanto maior a inclinação do módulo, mais fácil para que a autolimpeza aconteça.

Se o sistema estiver localizado em áreas com muito acúmulo de poeira, uma limpeza regular vai aumentar significativamente o desempenho do sistema.

Em locais secos a limpeza torna-se uma atividade indispensável, neste caso, e a disponibilidade de água e detergente neutro serão necessários para a operação de limpeza.

3 – Temperatura

Este é talvez o fator que mais surpreende as pessoas.

Ao contrário do conhecimento geral, altas temperaturas prejudicam a produção do sistema de energia solar.

Devido ao problema da elevação indesejada da temperatura, a instalação dos módulos é um critério de extrema importância para evitar o aquecimento, já que por sua vez, os módulos podem ser instalados em vários locais e de várias formas. O mais recomendado é aquele onde a instalação proporcione uma boa ventilação para que possam dissipar calor facilmente e evitar as perdas por excesso de temperatura.

Para efeito de cálculo, utilizamos a média da máxima temperatura anual de cada local.

4 – Mismatch

Esse é sem dúvidas um dos maiores problemas enfrentados pelos projetistas.

O mismatch, ou descasamento de módulos, ocorre pela utilização de módulos com características incompatíveis, isto é, cada painel fotovoltaico possui suas particularidades devido às células fotovoltaicas neles contidos, uma célula de menor fotocorrente presente no painel pode comprometer a eficiência de todo o sistema. O mismatch nada mais é do que a diferença entre a quantidade de energia gerada por dois ou mais módulos fotovoltaicos.

Ele ocorre quando temos módulos conectados na mesma série, ou também no mesmo mppt, com as seguintes características:

– Diferentes características construtivas;

– Pontos da instalação com sombreamento parcial;

– Módulos posicionados em diferentes orientações e inclinações;

– Strings com números de módulos diferentes em um mesmo MPPT.

Tendo o objetivo de se evitar ao máximo todas as fontes de mismatch os projetistas de sistemas fotovoltaicos devem atender a uma série de requisitos como os listados acima.

5 – Célula rachada ou quebrada

A célula rachada/quebrada é caracterizada por defeito de fabricação. Em módulos fotovoltaicos instalados no campo, as quebras podem ser por estresse térmico (dilatação/contração), por mau manuseio no operador ou até mesmo por chuvas de granizo.

Quando ocorre a avaria em algum dos módulos, ocorre o mismatch, devido à alteração das características dos módulos danificados.

É muito importante verificar se nas propostas apresentadas estão inclusos todos os itens necessários para o funcionamento do sistema de geração fotovoltaica, sendo:

• Equipamentos necessários para instalação (módulos fotovoltaicos, inversor, estrutura de fixação, cabos com proteção solar e conectores);
• Equipamentos necessários à adequação elétrica para conexão à rede de distribuição (disjuntores, protetores de surto, conectores, cabeamento adequado e padrão de entrada);
• Elaboração do projeto por profissional habilitado para engenharia elétrica;
• Homologação junto à concessionária;
• Comissionamento de todo o sistema fotovoltaico;
• Garantia de todos os equipamentos e da instalação.

Seguindo estas recomendações será possível realizar a melhor escolha maximizando os benefícios, minimizando os custos e passando longe da dor de cabeça de um serviço mal prestado. Optando por uma maneira sustentável e economicamente viável de diminuir os custos com energia elétrica e contribuir com o meio ambiente.

A fim de impedir problemas e manter a eficiência do sistema, é necessária a manutenção regular do sistema, sendo uma boa prática, a elaboração de um plano de manutenção que atenda além das especificações dos fabricantes e as especificações do projeto.

Em sistemas de pequeno porte, um dos itens que pode ser efetuado pelo próprio usuário é a inspeção visual, atentando-se às condições físicas das estruturas e dos módulos. Na parte de estrutura deve-se observar se a estrutura está fixa, sofrendo corrosão e até mesmo aterrada. Nos módulos, a parte frontal deve estar limpa e íntegra, não apresentando rachaduras ou descoloração nas células. O crescimento de vegetação também é um item a ser observado.