Seguidor solar - tracker: vantagens e desvantagens
O que é seguidor solar (tracker) ou rastreador solar?
Um seguidor solar ou tracker é um dispositivo que altera várias vezes a posição dos painéis fotovoltaicos durante o dia, seguindo o caminho do sol para aumentar a produção de energia solar do sistema fotovoltaico.
O uso de seguidores solares é cada vez mais comum em usinas fotovoltaicas em todo o mundo, uma vez que a indústria solar tem provado os grandes benefícios que eles têm. Mas nem todo mundo entende os benefícios, vantagens e desvantagens que um seguidor solar pode proporcionar a um sistema fotovoltaico.
Como funciona?
O seguidor solar é utilizado para movimentar os módulos solares durante o dia todo. Isto é, ele vai ajustando o ângulo das placas fotovoltaicas de acordo com a posição do sol para conseguir o melhor aproveitamento possível da irradiação solar que chega aos painéis.
Para que o rastreador solar funcione adequadamente, é preciso adaptar o projeto de acordo com a localização onde ele será instalado, estudando dados específicos, como a latitude, que estão ligados ao posicionamento do sol a cada dia e estação do ano, de modo que os melhores ângulos para os painéis possam ser calculados.
Os painéis fotovoltaicos têm o seu melhor aproveitamento com os raios solares que incidem de forma direta, embora consigam captar também a luz difusa que chega ao solo, como em dias chuvosos e nublados, por exemplo. Dessa forma, o objetivo do seguidor solar é justamente otimizar essa captação de luz solar direta, aumentando a eficiência da produção das placas.
A captação da luz solar ocorre de maneira perpendicular, de modo que, enquanto o seguidor solar faz suas movimentações, ele reduz o ângulo de incidência entre a luz e os painéis solares. Por conta dessa característica, o seguidor deve estar sempre em movimento, “seguindo a luz solar”.
Veja abaixo o exemplo de como funciona o seguidor solar “tracker”:
Quais são as vantagens e desvantagens?
Assim como qualquer outro tipo de equipamento, o seguidor solar (tracker) conta com vantagens e desvantagens associadas a sua utilização. Veja as principais:
Vantagens do seguidor solar – tracker
Sistemas com seguidores solares geram mais energia do que os sistemas fixos. Isso ocorre devido ao aumento da exposição direta aos raios solares, e esse ganho pode alcançar valores de 25 a 45%.
Se formos fazer um comparativo com as estações do ano, no verão, a produção de energia pode aumentar 50%. Já no inverno, o aumento pode chegar a 20%, o que é considerado alto, já que no inverno os dias são mais curtos, e a geração dos sistemas fotovoltaicos já é mais reduzida.
Para que a geração de energia seja ainda maior, o mais recomendável é que o seguidor solar seja utilizado em instalações com potência acima de 300 kWp. Idealmente, eles também devem ser colocados em regiões com boa incidência solar para que o investimento a mais no equipamento seja proporcional ao aumento da geração.
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Comparação entre a energia gerada por um sistema fixo e outro com seguidor solar
Um aspecto muito importante a destacar é que, graças ao rastreamento solar, não só a produção de energia aumenta, mas também melhora a forma como a potência é entregue. Vamos voltar para a imagem acima para entender esse conceito. Na curva em cinza, vemos uma evolução da produção de energia ao longo do dia, que aumenta gradualmente até chegar ao meio-dia, em seguida, volta a diminuir. Mas, na curva verde, vemos a forma como abordamos a potência máxima desde o início da manhã e que essa produção é mantida até o final da tarde.
Avanços na tecnologia e confiabilidade em eletrônica e mecânica reduziram drasticamente as preocupações de manutenção de longo prazo para sistemas de rastreamento.
Desvantagens do seguidor solar – tracker
Sistemas com seguidores solares são ligeiramente mais caros devido ao uso de tecnologias mais complexas e de peças móveis para seu funcionamento.
Outra desvantagem é a maior manutenção necessária para manter o funcionamento de um projeto com seguidor solar, embora a qualidade do seguidor solar irá determinar o custo e frequência dessas manutenções.
Projetos com rastreador solar exigem uma maior preparação do local de instalação. Cuidados com a mobilidade e com o cabeamento também são necessários.
Seguidores solares são geralmente projetados para climas com pouca ou nenhuma neve, tornando-os uma solução mais viável em climas mais quentes. Um sistema fixo acomoda condições ambientais mais severas com mais facilidade do que os sistemas de rastreamento.
Quer saber quanto custa para instalar energia solar?
Quais são os tipos de seguidores fotovoltaicos disponíveis no mercado?
Os principais tipos de modelos de seguidores solares são os de eixo único e os de eixo duplo. Cada um deles conta com características diferentes e possui vantagens e desvantagens. Para escolher o melhor modelo, é preciso entender como eles funcionam. Veja:
Seguidor solar com eixo único
Esse modelo é conhecido por ser menos eficiente quando comparado ao modelo de eixo duplo. O seguidor de eixo único normalmente é alinhado ao norte ou ao sul, a depender do local de instalação e de sua latitude.
Eles funcionam com um eixo livre de rotação, que é instalado em uma estrutura própria para esse modelo. Durante intervalos pré-determinados, eles mudam de posição buscando a melhor incidência solar para captação da luz.
O rastreamento solar do modelo de seguidor solar com eixo único pode ser fabricado em três tipos:
- rastreador de eixo inclinado;
- rastreador de eixo vertical;
- rastreador de eixo horizontal.
Seguidor solar de dois eixos
Já o seguidor solar com eixo duplo funciona de forma mais eficiente e, ao mesmo tempo, conta com um custo mais elevado. O aumento do custo desse modelo é maior porque ele é mais preciso, demanda mais peças móveis e é mais difícil de instalar e fazer a manutenção.
A maior eficiência ocorre pois o modelo possui dois eixos perpendiculares entre si. Essa característica permite que haja uma garantia de que os raios solares cheguem até os painéis com incidência perpendicular.
O modelo com eixo duplo possui dois tipos de rastreamento:
- azimutal: possui eixo azimutal e faz a rotação na elevação;
- tilt roll: um eixo controla o ângulo de rotação das placas, e o outro faz a rotação das placas.
Por ter um preço mais elevado, esse tipo de modelo, sendo do tipo azimutal ou tilt roll, é mais indicado para locais com altas latitudes. Para outros tipos de locais, pode ser utilizado o sistema de eixo único, com ótimos resultados também.
A seleção de um seguidor solar depende do tamanho do sistema, do valor do kWh, da área disponível, das políticas de incentivos governamentais, da latitude e das condições de clima. Projetos de grande escala geralmente usam seguidores horizontais de eixo único, enquanto os rastreadores solares de duplo eixo são utilizados e fazem mais sentido principalmente em aplicações residenciais nos países com sistema feed-in-tariff. Rastreadores de eixo vertical são adequados para altas latitudes por causa de seus ângulos fixos ou ajustáveis.
Exemplos de seguidores solares – trackers:
Como é feita a instalação e a manutenção?
A instalação do seguidor solar (tracker) é feita por uma equipe especializada e demanda que diversas etapas sejam seguidas. A primeira delas é a preparação do terreno. Antes de começar a instalação, é preciso fazer um trabalho de limpeza e até mesmo de aplainamento de terreno, caso haja necessidade.
Depois disso, é necessário montar todos os equipamentos, desde as estruturas utilizadas para fixar os painéis até as caixas de proteção, motores, cabos, etc. Com tudo pronto, a equipe coloca o sistema e realiza testes para verificar se a movimentação está ocorrendo da forma adequada.
A manutenção é mais frequente e um pouco mais cara. Os motores de rastreamento demandam uma manutenção contínua, o que pode tornar a escolha por esse tipo de sistema um pouco menos acessível.
Matéria de Fabiano Passos – Engenheiro Eletricista Formado pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Sul-rio-grandense (IFSul).
Atua na elaboração de projetos elétricos, de energia solar fotovoltaica e eficiência energética – Pelotas-RS.
Veja também: Vantagens e desvantagens da energia solar
