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Energia solar é a eletricidade obtida através da conversão direta de luz solar em eletricidade através do efeito fotovoltaico. 

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.

Como a energia solar é gerada?

O processo de conversão da energia solar utiliza células fotovoltaicas, normalmente feitas de silício ou outro material semicondutor. Quando a luz solar incide sobre uma célula fotovoltaica, os elétrons do material semicondutor são postos em movimento, gerando assim eletricidade.

Os módulos solares convertem diretamente a luz do sol em energia elétrica. Cada módulo solar é formado por uma matriz de células solares de silício, associadas de forma a produzir tensão e corrente desejada. Os módulos solares geram energia  em corrente contínua e sua tensão, varia de acordo com o número de células que os compõem.

A associação de diversos módulos solares em série ou em paralelo ou em série/paralelo, formam um arranjo fotovoltaico. Um sistema fotovoltaico é composto pelo arranjo fotovoltaico  e demais equipamentos para seu funcionamento como por exemplo: controlador de carga, bateria, inversor, etc.

Quando usar a energia solar fotovoltaica

  • Locais onde a rede de distribuição não está disponível;
  • Locais onde o custo para extensão da rede de distribuição da concessionária é elevado;
  • Projetos com foco em sustentabilidade, baixo impacto ambiental, inclusão e responsabilidade social.
  • Geração Distribuída: Conexão à rede, sem custos de transmissão, distribuição e infra estrutura.
  • Sistemas de back-up e alta confiabilidade.

Conexão à rede, ligação direta ao ponto de consumo, sem custos de transmissão distribuição e infra-estrutura.

Aplicações

Bombeamento de água

Carregamento de baterias (barcos e veículos em geral)

Cercas elétricas

Eletrificação de comunidades em áreas remotas

Eletrificação rural

Estações de repetidoras e rádios

Iluminação pública, decorativa e residencial

Informática

Monitoramento de sistemas: qualidade de água, meio-ambiente, gasoduto, etc

Náutica e embarcações

Proteção catódica

Rádio, TV, antena parabólica, SKY, vídeo e DVD

Refrigeração doméstica

Sinalização

Sistemas conectados à rede

Sistemas de emergência

Sistemas de monitoramento e alarme

Sistemas de purificação de água

Telemetria

Telecomunicações, transmissão de dados, sinais

Telefones via satélite e emergência

Telefonia rural, fixa e celular

Veículos de recreio (trailers e motor homes)

Principais tipos de sistemas de energia solar

Existem 3 tipos de sistemas de energia solar fotovoltaico: sistemas isolados (também conhecido com off-grid), sistemas híbridos e sistemas conectados à rede (também conhecidos como on-grid ou grid-tie). 

A escolha do tipo de sistema dependerá da aplicação e/ou disponibilidade de recursos energéticos.

Sistemas Isolados (off-grid)

São os sistemas fotovoltaicos que não são conectados à rede elétrica. Podem ser com ou sem armazenamento.

Sistemas isolados com armazenamento

Mais comum dos sistemas isolados, o armazenamento da energia gerada pelos módulos solares é feita através da utilização de bancos de baterias para posterior utilização das cargas de consumo ou utilização no período noturno.

São sistemas utilizados principalmente em locais sem energia elétrica convencional, são sistemas de pequeno ou médio porte.

O sistema completo é composto por módulos fotovoltaicos, controlador de carga e descarga, baterias e inversores (se necessário).

Energia solar off-grid com armazenamento
Sistema solar sem armazenamento

Sistemas isolados sem armazenamento

São sistemas cuja energia gerada pelos módulos solares são utilizadas no momento da geração, por exemplo,  em sistemas de bombeamento de água, a energia fornecida pelos módulos solares é suficiente para fazer a bomba  bomba d’ trabalhar em sua máxima potência, desta forma, a “energia” estará armazenada na forma de energia gravitacional, ou seja, se aproveita o máximo da energia utilizada durante o dia para armazenar água no reservatório.

Sistema  normalmente composto por ligação direta módulos solares, bomba d’água e driver (se necessário).

Sistemas híbridos

São sistemas que trabalham com mais de uma fonte de energia além da geração solar. Consistem na combinação do sistema de energia solar fotovoltaica com outras fontes de energia como diesel, geradores eólicos, etc.

São sistemas mais complexos, necessitando de um controle mais eficiente das gerações.

Em locais onde há energia elétrica  convencional disponível, o sistema solar fotovoltaico pode funcionar conectado  à rede ou independente dela. Disponibilidade de potência limitada.

Em locais onde não há rede elétrica disponível, o sistema de energia solar fotovoltaico pode funcionar isolado ou com apoio de um gerador  diesel, turbina eólica, etc.

Sistema solar híbrido

Sistemas conectados à rede (grid- tie ou on-grid)

Sistema On-grid (conectado à rede)

São os sistemas cuja potência gerada pelos módulos fotovoltaicos  é entregue diretamente à rede elétrica.

No caso dos sistemas conectados à rede elétrica, a energia gerada através dos módulos solares, representa uma fonte de energia complementar à energia da distribuidora ao qual o usuário está conectado, são sistemas que geralmente não utilizam armazenamento de energia, pois toda energia gerada pelos módulos solares fotovoltaicos (durante o dia), é entregue à rede elétrica instantaneamente.

O Inversor é instalado entre o sistema gerador fotovoltaico e o ponto de fornecimento à rede, ele recebe a energia gerada pelos módulos fotovoltaicos em corrente contínua e converte em energia alternada, sincronizando e injetando na rede elétrica.

A energia solar fotovoltaica gerada não é destinada a uma carga específica, abastecendo toda a residência / comércio / indústria juntamente com a rede elétrica da distribuidora.

Quando a geração solar fotovoltaica  é superior à demanda, o sistema devolve a energia para rede, no sentido contrário,  para ser utilizada por outros consumidores, automaticamente sem intervenção e seguindo normas de segurança.

Quando a geração solar fotovoltaica é inferior à demanda, ou no período noturno, a diferença de energia é suprida automaticamente pela energia elétrica da distribuidora.

O sistema fotovoltaico conectado à rede é sincronizado com a energia elétrica da distribuidora, assim, quando falta energia da distribuidora, por questões de segurança, o sistema fotovoltaico se desliga automaticamente (sistemas tradicionais).

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