Como captar energia solar: tudo o que você precisa saber
A captação de energia solar ocorre quando os painéis solares recebem a luz do sol, que é convertida pelo inversor solar (de corrente contínua para alternada), gerando energia elétrica para utilização em sua residência ou empreendimento. Esse fenômeno é chamado de efeito fotovoltaico.
Como funciona a captação de luz solar em sistemas de energia solar?
É possível captar a energia solar de duas formas: por meio de sistemas solares fotovoltaicos (que geram energia para toda a casa ou empresa) ou pela energia solar térmica, que é usada normalmente para o aquecimento de água.
Entenda também como as placas solares coletam a luz solar e posteriormente transformam essa luz em energia. Para que ninguém sinta dúvidas, nós, do Portal Solar, decidimos escrever sobre como captar energia solar e mostrar todo o funcionamento.
Radiação solar no Brasil
Por meio de uma reação que ocorre no Sol, realiza-se a transformação dessa energia, a qual é irradiada por várias direções pelo espaço, atingindo a Terra em uma velocidade muito rápida, chamamos esse processo de irradiância solar. A irradiância solar é usada como referência na avaliação do potencial de geração de um sistema de captação de energia em um determinado tempo, ela é expressa em Wh/m² ou kWh/m² e determina qual é a quantidade de energia disponível em determinada localidade da nossa Terra, podemos comparar com a quantidade de “filetes” de água que cai de um chuveiro, se um chuveiro tiver uma quantidade maior de filetes por metro quadrado, ele irá garantir uma melhor eficiência no enchimento de um balde.
A quantidade de radiação que pode ser captada pelas placas solares depende da irradiância solar do local, da área da superfície de captação, do tempo de exposição e da inclinação, o primeiro item (os valores diários da radiação solar para o Brasil) pode ser obtido no site do Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito (CRESESB).
No sistema de consultas ao seu banco de dados, chamado de SunData, é possível obter os valores da radiação solar em média mensal (em valores diários) ao fornecer apenas a latitude e longitude do local a ser consultado.
Quer saber quanto custa para instalar energia solar?
Principais tipos de energia solar
A energia solar é uma forma de energia renovável, sustentável e limpa que é criada a partir de luz solar ou calor do Sol. Essa energia captada é convertida em eletricidade ou usada para aquecer o ar, água ou outros líquidos. O potencial da energia solar é tão grande que se estima que, se toda a energia solar fosse aproveitada, seria suficiente gerar mais de 1800 vezes a quantidade de energia consumida no mundo. Entre os principais tipos de energia solar estão:
Energia solar térmica
É uma forma de energia alternativa e uma tecnologia para o aproveitamento da energia solar para gerar energia térmica ou energia elétrica para uso na indústria e residências. A primeira instalação de equipamentos de energia solar térmica ocorreu no deserto do Saara, aproximadamente, em 1910, quando um motor foi alimentado pelo vapor produzido a partir do aquecimento da água utilizando a luz solar.
Veja também: O que é energia térmica
Energia solar heliotérmica
Essa é uma outra forma de se fazer uso do calor da energia solar para gerar energia elétrica. Na maioria das vezes, utilizam-se concentradores, como espelhos, para focar a energia em um ponto específico, seja no topo de uma torre ou em um tubo a vácuo, para aquecer o líquido que há dentro e usá-lo para produzir vapor e alimentar uma turbina elétrica a vapor. Nas fotos abaixo, você consegue ver esses dois tipos de tecnologias de energia solar utilizados para gerar energia limpa.
Energia solar fotovoltaica
A energia fotovoltaica é hoje a fonte de energia limpa que mais cresce no mundo e pode ser diretamente convertida em energia elétrica. Ela usa materiais semicondutores, como o silício cristalino, para converter a luz solar em energia fotovoltaica (energia solar elétrica). A energia fotovoltaica existe há mais de 100 anos e hoje é utilizada para gerar energia elétrica para milhares de residências e indústrias no mundo todo. Para que ela seja aproveitada para a geração de energia elétrica em casas e empresas, as células fotovoltaicas (foto à direita) precisam ser montadas dentro de um painel solar, visando à proteção e durabilidade. Por sua vez, esse painel solar será conectado a outros painéis em um sistema solar fotovoltaico. O sistema solar fotovoltaico é composto por: painéis solares, inversor solar, sistema de fixação das placas solares, cabeamentos, conectores e outros materiais elétricos padrões.
Como funciona a energia solar fotovoltaica
Sistemas isolados da rede
Um sistema fotovoltaico isolado é aquele que não tem contato com a rede da distribuidora de energia elétrica. Esses sistemas podem ser classificados como híbridos ou autônomos – que podem funcionar com armazenamento por meio de um banco de baterias ou sem banco de baterias, no caso, para sistemas de bombeamento de água, por exemplo – e são conhecidos também como sistemas off grid.
Como funciona a energia solar para casas
1. O painel solar no telhado da casa gera energia elétrica (em corrente contínua) quando a luz do Sol bate nele.
2. A energia gerada pelo painel solar passa por um inversor solar, que alterna a corrente contínua para alternada e equaliza com a frequência da sua residência (60 Hz). Dessa forma, a energia solar está agora igual à da rede elétrica.
3. A energia sai do inversor e é conectada à rede de energia da sua casa, normalmente, o sistema é conectado no quadro de luz.
4. Essa energia vai sendo utilizada pelas luzes da casa, eletrodomésticos e tudo o que consome energia e que esteja conectado na tomada. Se não tiver sol suficiente, o resto da energia é fornecido pela distribuidora de energia (você nem percebe a diferença!).
5. Se a sua casa gerar mais energia solar do que está consumindo naquele momento, a energia extra vai para a rede da distribuidora e gera um crédito de energia para você (esse crédito tem 60 meses de validade e será usado automaticamente se você produzir menos energia do que está consumindo, por exemplo, em um dia de muita chuva).
Vantagens da energia solar
Quando se trata de energia solar, uma coisa é certa: uma vez que você instalar energia solar na sua casa (gerador de energia solar residencial), nunca mais terá que se preocupar com o aumento da tarifa de energia. Além dos benefícios para o seu bolso, a energia solar residencial, além de sustentável, é renovável, ou seja, mesmo quando não podemos fazer uso de energia do Sol por causa da noite ou dos dias nublados ou chuvosos, podemos sempre contar com o Sol aparecendo no dia seguinte como uma fonte de energia constante e consistente. Aliás, dos recursos renováveis, como energia eólica, energia hídrica e solar, a energia solar é a mais consistente e previsível.
Célula fotovoltaica
Composta pelo segundo material mais encontrado na crosta terrestre, depois do oxigênio, as células fotovoltaicas são formadas por silício purificado com demais componentes. Elas são responsáveis pela absorção da radiação solar em uma faixa do espectro da radiação; uma parcela dessa energia é calor, e a outra é energia elétrica. As células fotovoltaicas são formadas por, no mínimo, duas camadas de materiais semicondutores, um com carga positiva e o outro com carga negativa. Os materiais exibem propriedades que os fazem absorver fótons e liberar elétrons. Quando a camada negativa da célula tiver absorvido fótons suficientes, os elétrons são liberados, migrando para a camada positiva. Assim é criada uma diferença de potência entre as duas camadas, como acontece em uma célula comum.
Módulos/placas fotovoltaicas
Uma placa solar (ou painel solar) é composta por células fotovoltaicas que são fabricadas com materiais semicondutores, como o silício. A geração de corrente elétrica ocorre quando os fótons (partículas de luz solar) colidem com os átomos do material do painel solar, provocando, assim, o deslocamento dos elétrons e, por consequência, a corrente elétrica que carrega uma bateria.
A concepção mais comum de painéis fotovoltaicos (placas fotovoltaicas) utiliza dois tipos diferentes de silício. Isso é para criar cargas negativas e positivas. Para criar uma carga negativa, o silício é combinado com boro. Para criar uma carga positiva, o silício é combinado com o fósforo.
Na parte de trás do painel fotovoltaico solar, há dois condutores provenientes de uma pequena caixa preta (caixa de junção). Esses cabos são usados para ligar os painéis solares fotovoltaicos (placas fotovoltaicas) em conjunto, formando uma série de painéis fotovoltaicos. Esse conjunto de painéis fotovoltaicos é, então, conectado por meio de cabos de corrente contínua ao inversor solar. As partículas de luz que viajam do Sol à Terra a cada dia são chamadas de fótons.
Os fótons levam cerca de 8 minutos e 20 segundos para percorrer a trajetória do Sol até a Terra. Abaixo, uma explicação básica do que acontece quando os fótons atingem as células solares:
Quando os fótons atingem as células fotovoltaicas, eles fazem com que alguns dos elétrons que circundam os átomos se desprendam, e esses elétrons livres vão migrar, por meio da corrente eléctrica, para a parte da célula de silício que está com ausência de elétrons.
Durante o dia todo, os elétrons irão fluir em uma direção constantemente, deixando átomos e preenchendo lacunas em átomos diferentes. Esse fluxo de elétrons cria uma corrente elétrica, ou seja, o que nós chamamos casualmente de energia solar fotovoltaica.
Essa explicação é uma forma simples de mostrar o efeito fotovoltaico. Na realidade, existem outros materiais, além do silício, que são utilizados para a fabricação de células fotovoltaicas e outras formas de se fabricar uma placa solar. A tecnologia explicada acima é a mais aplicada mundialmente, representando provavelmente 90% do mercado de painéis solares no mundo.
Como captar energia solar de modo eficiente?
Saber como captar energia solar com eficiência reduz drasticamente os custos da rede de energia elétrica e é diretamente dependente dos equipamentos de captação utilizados em sua propriedade, de modo que a manutenção e capacidade de captação dos equipamentos são os pilares de como captar energia solar com eficiência!
Há riscos na captação da energia solar?
A captação da energia solar é feita de modo totalmente seguro, todo o sistema de captação da energia solar faz uso de tecnologia de ponta para garantir não somente a segurança de sua residência, mas também uma longa durabilidade do equipamento de transformação e captação da energia solar.
Aneel e as regras para a geração de energia
Para aderir ao sistema de compensação (créditos de energia), você deve ser um consumidor cativo (consumidores cativos são todos aqueles que compram a sua energia diretamente da distribuidora).
Em outras palavras, se você compra a sua energia diretamente da distribuidora, você pode instalar um sistema de energia solar fotovoltaica conectado à rede elétrica e se beneficiar do esquema de compensação de créditos criado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). Praticamente todas as residências e comércios neste país compram a sua energia das distribuidoras, portanto, se você é dono de uma casa ou de um comércio, pode instalar o sistema de energia solar e aderir ao sistema de créditos.
Qual é a validade dos créditos de energia solar?
A energia gerada a mais pelo sistema de energia fotovoltaica, que é injetada na rede da distribuidora, será “emprestada” para a distribuidora, criando um “crédito” de energia para você. Esse crédito de energia tem validade de 60 meses.
Geração compartilhada de energia solar: como funciona
É possível fazer a transferência dos créditos excedentes entre propriedades em que a conta de luz esteja sob o mesmo CPF/CNPJ ou CPFs/CNPJs diferentes, desde que firmado em contrato. Dessa forma, você pode transferir os créditos de energia para uma outra propriedade sua ou fazer isso a partir de cooperativas e consórcios de pessoas ou empresas, sendo possível juntar um grupo de empresas ou amigos para construir um gerador de energia solar maior e dividir a produção de energia.
Obs.: para fazer isso, é necessário que todos os envolvidos no consórcio/cooperativa estejam dentro da mesma área de cobertura da distribuidora de energia.
Para ler mais sobre a regulamentação dos créditos de energia solar, clique aqui.
Orçamento de energia solar: encontre o Portal Solar mais perto de você
Caso você queira instalar energia solar fotovoltaica na sua empresa ou residência, você está no lugar certo! O Portal Solar é o maior portal de energia solar do Brasil e te ajuda a encontrar as melhores soluções pelos melhores preços. Basta acessar nosso mapa de unidades!
Veja mais: Casa com energia solar | Linha de financiamento para energia solar residencial | O que é energia cinética
