A radiação solar é uma das fontes mais versáteis de energia. Embora muitas pessoas só se lembrem da geração de eletricidade por meio da energia solar, como em uma usina fotovoltaica, ela também possui outras utilidades, sendo o aquecimento solar uma das mais utilizadas entre elas.
Embora utilizem a mesma fonte de energia, essas duas aplicações são bem diferentes. Você então, pode estar se perguntando: afinal de contas, qual a diferença entre utilizar a radiação do sol em uma usina fotovoltaica ou para aquecimento solar em residências, estabelecimentos comerciais ou indústrias?
São várias! Mas, não se preocupe. Neste artigo vamos explicar todas elas. Confira os tópicos que serão abordados ao longo do texto:
- O que é usina fotovoltaica?
- Vantagens e desvantagens da usina fotovoltaica
- E o aquecimento solar?
Siga conosco e tire todas as suas dúvidas sobre os principais usos da energia solar. Boa leitura!
O que é usina fotovoltaica?
A usina fotovoltaica é um modelo de geração de energia fotovoltaica em larga escala, projetado para a venda de energia elétrica e abastecimento de redes de alta tensão. Para entender o que é usina fotovoltaica, antes é preciso compreender como é produzida a eletricidade em um sistema fotovoltaico.
O efeito fotovoltaico
A energia solar fotovoltaica, que possibilita o funcionamento da usina fotovoltaica, é a utilização mais comum da radiação solar para produção de energia elétrica, uma vez que ela pode gerar eletricidade de forma direta a partir dos raios do sol.
O outro modelo de geração de eletricidade solar, a energia heliotérmica, produz energia elétrica de forma indireta e seu processo é mais custoso. É por isso que não é difícil encontrar “energia solar” e “energia fotovoltaica” sendo utilizadas como sinônimos.
A produção de energia fotovoltaica acontece por meio do chamado efeito fotovoltaico. Nele, os raios solares que atingem as placas feitas de materiais semicondutores causam uma movimentação de elétrons que, ao colidirem, geram eletricidade.
Dessa forma, para que o efeito fotovoltaico ocorra, já entendemos que precisamos de, pelo menos um componente: uma placa feita de material semicondutor, que chamamos, comumente, de painel solar. Mas, para que a energia elétrica gerada possa ser utilizada em qualquer empreendimento, um sistema fotovoltaico precisa, ainda, de outros elementos. A seguir, conheça todos eles.
Sistema fotovoltaico
Para que a radiação solar possa ser transformada em energia elétrica compatível com a rede de distribuição, é preciso que a eletricidade gerada nos painéis solares passe por um inversor de frequência. Isso acontece porque a corrente gerada nas placas fotovoltaicas é contínua (CC) e o sistema de distribuição da rede suporta apenas corrente alternada (CA).
Ao passar pelo inversor, a eletricidade está pronta para ser utilizada em qualquer residência ou estabelecimento comercial. Além do que já mencionamos, um kit de energia solar também conta com as seguintes peças:
- Cabos e conectores especiais para corrente contínua (Cabos solares);
- Estrutura de fixação;
- Controladores de carga, para o caso de sistemas off-grid
- Baterias, para o caso de sistemas off-grid.
No caso da usina fotovoltaica, o sistema recebe alguns acréscimos, como explicaremos melhor no próximo tópico.
Usina fotovoltaica: como funciona
A usina fotovoltaica nada mais é que um sistema fotovoltaico de grande porte. Como sua função é gerar grandes quantidades de energia elétrica, ela possui centenas de milhares de painéis fotovoltaicos para captar o máximo possível de radiação solar e, assim, aumentar sua eficiência energética.
Locais planos e extensos são os ideias para a instalação de uma usina fotovoltaica. Os painéis podem ser fixos, ou pode se e optar pela utilização de trackers ou seguidores solares.
A orientação e inclinação dos painéis solares são peças-chave na eficiência do sistema, já que delas dependem a maior ou menor captação dos raios solares. Os trackers são equipamentos que seguem o percurso do sol ao longo do dia, maximizando a captação da radiação.
Uma diferença importante entre o funcionamento da usina fotovoltaica e de sistemas de menor porte é a necessidade de utilização de transformadores. Como a energia produzida na usina fotovoltaica será injetada nas linhas de baixa, média ou alta tensão da distribuidora de energia, é importante que a tensão de saída do inversor seja igual à da rede.
Os inversores transformam a corrente entregue pelas placas solares em corrente alternada, e a tensão de saída desses inversores normalmente fica entre 380 a 800 Volts. Os transformadores, por sua vez, transformam essa tensão para igualar a tensão da rede do local.Vantagens e desvantagens da usina fotovoltaica
Como em qualquer empreendimento, existem vantagens e desvantagens da usina fotovoltaica. Abaixo, listamos alguns benefícios e pontos de atenção em relação às usinas solares.
Vantagens
Utilizam energia limpa
Uma das maiores vantagens da usina fotovoltaica é que ela utiliza energia limpa e renovável. A energia solar existe em abundância na natureza e sua utilização produz pouquíssimos resíduos sólidos — em geral, apenas as placas.
Além de ajudar na preservação dos recursos naturais do planeta, optar por energias limpas também é ótimo em termos mercadológicos. Hoje, a sustentabilidade é vista como uma grande vantagem competitiva.
Muito rendimento em pouco espaço
Escolhendo os painéis corretos, é possível produzir grandes quantidades de energia utilizando pouco espaço. Também é possível investir em novos formatos, como as usinas flutuantes, que aproveitam espaços já ocupados, como reservatórios de usinas hidrelétricas, ou espaços que ninguém pensaria em utilizar, como o de grandes lagos.
Vida útil longa e retorno de investimento
Os painéis solares possuem vida útil, em média, maior que 30 anos, dos quais 25 anos a fabricante dá uma garantia de performance ao produto. Estima-se que o tempo de retorno de investimento (ROI) seja de entre 3 e 10 anos, o que significa que o retorno pode chegar a mais de 5 vezes mais que o investimento inicial em energia solar.
Desvantagens
Nuvens e dias chuvosos
Como o fator que mais influencia a eficiência de uma usina fotovoltaica é a incidência do sol nos painéis solares, dias nublados ou de chuva podem ser vistos como obstáculos. No entanto, é importante lembrar que o sistema fotovoltaico funciona perfeitamente mesmo com a presença de nuvens e chuva, haverá apenas uma diminuição da capacidade de produção, sem grande impacto na produtividade.
A localização da usina pode ser definidora
A quantidade de radiação solar recebida não é a mesma em todos os lugares do mundo, ou até de um mesmo país. Locais muito afastados da Linha do Equador, por exemplo, captam menos luminosidade e, consequentemente, produzem menos energia.
Ao decidir a localização da usina fotovoltaica, não deixe de avaliar a incidência solar. Para ajudar nesse processo, consulte o Atlas Brasileiro de Energia Solar ou o atlas solarimétrico do seu estado, caso esteja disponível.
Custo de aquisição
Embora a tecnologia dos sistemas fotovoltaicos esteja cada vez mais barata, o custo inicial ainda pode ser considerado alto. A instalação de uma usina fotovoltaica com capacidade de 1 Megawatt-pico (MWp), por exemplo, gera em torno de R$4 milhões a R$5 milhões. No entanto, como mencionamos anteriormente, o ROI compensa os custos iniciais.
Além disso, hoje existem diversas linhas de financiamento para quem deseja investir em energia solar, como BB Crédito Empresa, BNDES Finem, BNDES Finame Bk, Santander CDC Sustentável, entre outros. Para saber mais sobre financiamento para energia solar, leia o texto no nosso blog:
E o aquecimento solar?
Agora que você já sabe tudo sobre a usina fotovoltaica, vamos falar sobre a segunda utilização mais comum para a energia advinda dos raios do sol: o aquecimento solar. Como o próprio nome sugere, o aquecimento solar consiste na captação da radiação do sol para utilização no aquecimento de fluidos.
Da mesma forma que na geração de energia fotovoltaica temos o efeito fotovoltaico, no aquecimento solar, temos o efeito fototérmico. Enquanto o primeiro produz eletricidade, o segundo é utilizado no aquecimento de materiais.
O equipamento mais comumente utilizado para esse fim é o coletor solar. Ele capta a energia advinda da radiação solar e a transfere para o material, geralmente água, contido num reservatório termicamente isolado, o boiler. A água permanece ali até a sua utilização.
Existem diversos tipos de coletores solares e a escolha varia de acordo com sua finalidade. Os coletores planos são os mais utilizados no aquecimento de água em diversos setores, como residências, indústrias, agricultura e pecuária. Já os coletores concentrados, que alcançam temperaturas maiores, são mais utilizados em indústrias que precisam de secagem de grãos ou produção de vapor.
O investimento financeiro em aquecimento solar e o dimensionamento do sistema podem variar muito, dependendo de diversos fatores como finalidade, número de usuários e duração da utilização do sistema. No uso residencial, por exemplo, o custo pode ficar entre R$2 mil e R$6 mil.
Para saber se vale a pena investir tanto em um sistema de aquecimento solar para sua casa ou negócio, como num projeto de grande porte como uma usina fotovoltaica, uma coisa é essencial: contratar a equipe certa.
Apenas profissionais da área poderão garantir que seu sistema de energia solar seja eficiente e seguro. Na SolarVolt, contamos com profissionais extremamente capacitados que podem guiá-lo desde o financiamento do projeto até a sua conclusão. Em quase 10 anos de mercado, já implementamos mais de 1500 empreendimentos de energia solar em diversos estados do país. Garanta a melhor equipe do mercado, acesse nosso site e solicite um orçamento hoje mesmo!
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