Energia solar fotovoltaica: como funciona?
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Energia solar fotovoltaica: como funciona?

09.01.2024 | 10 minutos de leitura

A energia solar fotovoltaica vem ganhando mercado a passos largos desde a autorização dada pela Resolução Normativa ANEEL n. 482/2012. No documento, a Agência Nacional de Energia Elétrica autoriza o consumidor brasileiro a gerar sua própria energia elétrica a partir de fontes renováveis e também a fornecer o excedente para a rede pública.

Com a isenção de impostos de importação de células fotovoltaicas, o mercado tem se expandido cada dia mais.

Por isso, vamos explicar o que é e como funciona a energia solar fotovoltaica e por que ela tem se popularizado, além de mostrar detalhadamente como instalá-la em residências.

Confira!

O que é a energia solar fotovoltaica?

O princípio básico da energia solar fotovoltaica é a transformação da luz do sol em eletricidade.

Mas, antes, é importante destacar que existem dois tipos de energia solar: a energia solar térmica, que, em geral, no Brasil, é utilizada para aquecer a água que usamos no dia a dia, e a energia solar fotovoltaica.

A energia solar utiliza placas fotovoltaicas. Esses equipamentos são compostos por células fotovoltaicas, que são responsáveis por converter a luz do sol em eletricidade.

O aproveitamento do potencial do sol contribui para um mundo mais sustentável, além de ser uma solução eficiente para a geração de eletricidade.

Entenda melhor a seguir:

Como a energia solar fotovoltaica funciona?

Para entender o funcionamento da energia solar, é preciso retornar aos princípios da física atômica.

Neste contexto, recordemos que, em suas camadas eletrônicas, os elétrons transitam entre níveis energéticos, promovendo saltos quânticos.

Essa transição de um estado a outro demanda a absorção ou liberação de energia, manifestada sob a forma de pacotes luminosos conhecidos como fótons.

Dessa forma, dentro da célula fotovoltaica (constituída por silício semicondutor), a incidência da luz solar sobre os átomos incita a emissão de fótons, configurando, assim, o termo “foto+voltaico”.

Após isso, os elétrons capturam esses fótons, adquirindo energia suficiente para sua liberação entre camadas.

Para que essa energia possa ser transformada em eletricidade, é necessária uma barreira que impeça o elétron de retornar para a camada anterior.

É por isso que, próximo à superfície superior da célula fotovoltaica, existe uma membrana chamada junção P-N, composta por pequenas quantidades de fósforo, situadas a aproximadamente um micrômetro de profundidade na lâmina de silício.

Dessa maneira, quando o elétron é liberado pela luz do sol passa pela junção, ele não retorna com facilidade, o que gera uma voltagem negativa na superfície da placa solar que está exposta ao sol.

Como consequência, a face inferior assume uma carga positiva e gera a diferença de potencial necessária para a circulação da corrente elétrica.

Por fim, a extração da eletricidade gerada se concretiza através da conexão das superfícies frontal e traseira por meio de um circuito externo. Ou seja, ele efetua a extração da corrente, tensão e energia da célula fotovoltaica.

Além disso, as células, geralmente encapsuladas atrás de uma placa de vidro, são agregadas para formar os módulos fotovoltaicos. A longevidade do equipamento varia entre 20 a 40 anos, dependendo do fabricante, o que demonstra a durabilidade da tecnologia.

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Por que a energia solar fotovoltaica está crescendo em popularidade?

O aumento da popularidade da energia solar fotovoltaica possui uma explicação: o retorno de investimento.

Esse tipo de energia apresenta benefícios tanto para residências quanto para empresas. As vantagens sobre o investimento garantem que os custos da instalação sejam pagos com a redução da conta de energia.

Em algumas regiões do Brasil, a eletricidade pode pesar significativamente no bolso do consumidor. Sem uma fonte de energia sustentável e com bom custo-benefício, o consumo energético pode ocupar uma boa fatia do orçamento, além de aumentar os impactos ambientais.

O investimento em energia solar é capaz de reduzir os custos com eletricidade, além de oferecer uma vantagem competitiva importante.

Em outras palavras, as empresas que veem a energia como um grande centro de custo encontram na instalação de sistemas fotovoltaicos uma maneira de economizar e, ao mesmo tempo, revolucionar seu modelo de negócio.

O cenário parece ainda mais vantajoso quando consideramos que, em muitos casos, o retorno ocorre mais rápido do que inicialmente previsto.

Isso porque, além de ver benefícios com a diminuição do valor nas contas de energia, as empresas também alcançam vantagens na afirmação de sua postura comprometida com o meio ambiente, o que melhora a imagem da marca no mercado e pode atrair novos parceiros e clientes.

Por isso, à medida que mais empresas perceberem que o sol, além de uma fonte de luz, é também uma vantagem competitiva, a popularidade da energia solar fotovoltaica continuará a aumentar.

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Como instalar energia solar em residências?

Veja agora as etapas detalhadas do processo de instalação desse modelo de energia em residências:

Consulta a especialistas

O primeiro é obter as orientações e acompanhamento de especialistas em energia solar fotovoltaica.

Esses profissionais realizam a avaliação técnica do local, a elaboração do projeto personalizado e a assistência necessária durante o processo de obtenção de permissões e aprovações para a instalação.

Ou seja, contar com a expertise de pessoas capacitadas contribui para o bom andamento, viabilidade, segurança e execução do projeto.

Avaliação da viabilidade

É indicado realizar uma análise da viabilidade do projeto para determinar a praticidade e o potencial de retorno da instalação de energia solar no local.

Essa avaliação preliminar engloba fatores como:

  • Características do telhado;
  • Sombreamentos;
  • Consumo de energia atual;
  • Disponibilidade de incentivos governamentais para a execução do projeto.

Dessa forma, é possível obter informações importantes que irão direcionar as decisões futuras do processo de implementação.

Os procedimentos para a redução das tarifas de uso dos sistemas elétricos estão disponíveis na Resolução Normativa 1031/2022, da ANEEL.

Auditoria energética residencial

É uma análise específica do perfil de consumo energético da residência, para identificar oportunidades e dimensionar o tamanho do projeto a fim de alcançar os objetivos na geração de energia.

Ou seja, compreender quais são as necessidades energéticas da residência possibilita otimizar o design do sistema e garantir um investimento mais assertivo.

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Escolha de tecnologia e componentes

Tão importante quanto a parte técnica é a escolha dos componentes que serão utilizados, principalmente com atenção à sua qualidade.

Isso quer dizer que, ao selecionar painéis solares, inversores e sistemas de armazenamento, é interessante observar, por exemplo, sua compatibilidade com o espaço disponível e se atendem às necessidades de consumo da residência.

Nesse sentido, a ABB possui produtos que conferem qualidade e segurança ao seu projeto, como o String Box, equipamento fundamental para a proteção contra sobretensão e sobrecorrente do seu sistema.

Obtenção de orçamentos e financiamento

Outra etapa importante no processo é dimensionar o orçamento e conhecer as possibilidades de financiamento.

Para isso, considere solicitar cotações de diferentes fornecedores a fim de comparar os custos envolvidos no projeto e fazer uma escolha mais assertiva.

Além disso, conhecer as opções de financiamento inclui a avaliação de empréstimos solares e programas de leasing. Essas são alternativas mais flexíveis para tornar o investimento em energia solar mais acessível e viável para o consumidor.

Trâmites regulatórios e aprovações

Com o projeto estruturado, o próximo passo é garantir a conformidade do sistema com as normativas locais.

Por isso, solicite o parecer de acesso junto à concessionária de energia elétrica do município onde o equipamento será instalado. Nesse documento obrigatório constarão todas as informações técnicas de acesso à rede elétrica do local.

Seguindo esses trâmites, a instalação pode ficar livre das complicações legais.

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Instalação profissional

Não basta só construir o projeto, a etapa de instalação também requer a expertise de profissionais qualificados.

Ao contar com um time especialista, é possível obter a correta montagem e conexão dos componentes no sistema. Lembre-se: a instalação profissional assegura a eficiência operacional e a durabilidade do sistema fotovoltaico.

Sendo assim, a melhor escolha é contar com profissionais experientes para que você não tenha problemas ao utilizar o serviço.

Monitoramento e manutenção

Finalizada a instalação da energia solar, é importante acompanhar o desempenho do sistema.

Para isso, recomendamos estabelecer um plano de manutenção preventiva que confere a durabilidade e o correto funcionamento do equipamento.

Outro ponto importante é que monitorar permite identificar falhas ou quedas de eficiência. Nesses casos, a rápida identificação ajuda a evitar perdas financeiras maiores.

Conexão à rede elétrica

O sistema precisa estar conectado à rede elétrica convencional. É isso que estabelece a Resolução Normativa 1059/2023 da ANEEL.

Para viabilizar essa integração, é preciso seguir os procedimentos estabelecidos pela concessionária local a fim de unir os modelos de forma segura e funcional.

Essa etapa também assegura que o sistema opere em conformidade legal e cumpra todas as normativas e regulamentações.

Integração com tecnologias residenciais inteligentes

Os dispositivos se juntaram aos sistemas de energia solar fotovoltaica para aumentar ainda mais a eficiência e alimentar a automação residencial.

Isso significa que uma casa inteligente pode nos dizer se nosso sistema de bateria solar tem carga suficiente para que a máquina de lavar, por exemplo, complete seu ciclo sem ter que obter eletricidade da rede convencional.

Outro ponto é que, através dos equipamentos conectados ao celular, a automação residencial pode monitorar o desempenho do sistema fotovoltaico.

Assim, integrar o sistema solar a dispositivos, como eletrodomésticos, fechaduras, lâmpadas e sensores, permite uma maior economia de energia e possibilita uma melhor gestão residencial.

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Conecte-se com o mundo de forma sustentável!

Em resumo, a energia solar fotovoltaica é um modelo sustentável, com excelente durabilidade e retorno de investimento.

Assim, a capacidade de gerar nossa própria eletricidade a partir de fontes renováveis oferece maior independência do sistema convencional e uma contribuição positiva para o meio ambiente.

É por isso que a ABB conta com produtos de qualidade, garantindo eficiência, segurança e conformidade.

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Autor

Abel Santos

Olá! Você ainda não me conhece? Muito prazer, eu sou o Abel Santos, parceiro da ABB Eletrificação e estou aqui para te ajudar a saber mais sobre todo o portfólio de produtos de Eletrificação, do Residencial ao Industrial! Confira os conteúdos exclusivos compartilhados aqui no Blog!

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Smart Power por sua vez contempla o portfólio de produtos e soluções de Baixa Tensão, focado no fornecimento de soluções para a indústria: disjuntores, produtos de segurança, manobra e controle.

A unidade de Smart Buildings tem como missão fornecer produtos e soluções residenciais e prediais que apoiem na segurança e automatização da sua casa ou escritório, como por exemplo minidisjuntores, quadros elétricos, interruptores e tomadas e a linha de automação residencial KNX.

A unidade de E-mobility fornece as soluções mais modernas do mercado para carregamento veicular, fornecendo recarga de carros particulares a utilitários elétricos.

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