Se você conhece um pouco sobre energia solar, provavelmente já ouviu falar de usinas fotovoltaicas. Mas você já se deparou com o conceito de usina solar flutuante? Em expansão no Brasil e no mundo, essa tecnologia mostrou que veio para ficar.
Neste artigo, explicaremos tudo sobre a usina solar flutuante, para que você não fique por fora dessa tendência de mercado! Confira os tópicos que iremos abordar:
- Energia solar fotovoltaica: o que é e como funciona?
- O que é uma usina fotovoltaica?
- Quais são as vantagens e desvantagens da usina fotovoltaica?
- A usina fotovoltaica flutuante
- Como funciona a usina solar flutuante?
- Vantagens da usina solar flutuante
Boa leitura!
Energia solar fotovoltaica: o que é e como funciona?
Antes de entender o funcionamento da usina solar flutuante, é fundamental ter clareza sobre o que é e como funciona a energia fotovoltaica. A energia solar fotovoltaica é uma das formas de aproveitamento da radiação solar que chega ao nosso planeta, que também é utilizada em outras frentes como aquecimento solar e energia heliotérmica.
No processo fotovoltaico, a radiação do Sol é captada por placas fotovoltaicas — também conhecidas como módulos ou painéis solares — feitas de materiais semicondutores, como o silício. Os fótons, partículas emitidas pela radiação, colidem com os átomos das placas, e essa colisão faz com que os elétrons do painel se desloquem, gerando eletricidade.
A energia elétrica produzida pelas placas fotovoltaicas é de corrente contínua (CC), não suportada pela rede de distribuição. Logo, essa energia precisa passar por um inversor solar, que a converte em corrente alternada (CA), própria para o consumo residencial e comercial.
A energia solar fotovoltaica pode ser gerada em três modalidades:
- Geração isolada ou off-grid: o sistemas fotovoltaico não se conecta à rede da distribuidora;
- Geração distribuída, on-grid ou Grid-Tie: as centrais geradoras de eletricidade se conectam à rede da concessionária de energia local;
- Geração centralizada: são as usinas solares de grande porte, como a usina solar flutuante.
Siga a leitura para compreender de vez o que é uma usina fotovoltaica, como ela funciona e as vantagens e desvantagens da usina fotovoltaica para a produção de eletricidade em larga escala.
O que é uma usina fotovoltaica?
A usina solar fotovoltaica é, então, um sistema de geração de energia solar centralizada, de grande porte, projetada para produzir e comercializar energia elétrica, fornecendo energia em alta tensão para distribuição.
A produção de eletricidade acontece da mesma forma que nas outras modalidades: painéis fotovoltaicos captam a radiação do Sol e a convertem em eletricidade de corrente contínua que é, em seguida, convertida para corrente alternada.
O que muda em relação à geração isolada e à distribuída é a proporção, uma vez que a energia ali produzida abastecerá vários locais. Além de possuírem sistemas fotovoltaicos formados por milhares de placas solares, as usinas trabalham em alta tensão, o que exige a utilização de equipamentos que adaptem a energia às regras da rede de distribuição.
Os inversores do sistema transformam a corrente contínua em alternada e em uma tensão abaixo da rede de elétrica em que foi conectada. Por isso, as usinas também utilizam transformadores, que elevam a tensão para transmissão nas redes de distribuição.
As usinas solares fotovoltaicas apresentam diversos benefícios em relação às formas mais tradicionais de produção de eletricidade, como as hidrelétricas; e até em relação a outras energias renováveis, como a eólica, por exemplo. A seguir, listamos as vantagens e desvantagens da usina fotovoltaica.
Quais são as vantagens e desvantagens da usina fotovoltaica?
O valor agregado e a possibilidade de geração de energia com impacto ambiental quase nulo têm ajudado a consolidar no Brasil o uso de energia produzida em usinas solares de grande porte. Confira a seguir algumas das vantagens e desvantagens da usina fotovoltaica.
Vantagens da usina fotovoltaica
Sustentabilidade
A energia solar é uma fonte geradora de eletricidade limpa e renovável. Isso significa que a produção de energia fotovoltaica não emite gases poluentes que agravam o efeito estufa. Além disso, esse tipo de geração de energia não produz resíduos além dos próprios painéis, o que torna seu impacto no meio ambiente praticamente nulo.
Além de ser bom para o planeta, tomar decisões considerando seu impacto social é de extrema importância mercadológica. Hoje, a sustentabilidade tem um peso importante na escolha dos consumidores. Pesquisas apontam que empresas comprometidas com o meio ambiente têm crescido mais que aquelas que não levam em conta seu impacto ecológico.
Potencial brasileiro
O Brasil é um dos países com maior potencial para geração de energia solar. Dados do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) apontam que nosso país recebe cerca de 2.200 horas anuais de insolação, o que equivale a 15 trilhões de megawatts.
Vida útil dos equipamentos e retorno do investimento
De acordo com a maioria dos fabricantes de painéis solares, esses equipamentos possuem vida útil de, em média, 25 anos. No entanto, a durabilidade dos módulos fotovoltaicos pode chegar até 30 ou 40 anos.
Conforme a tecnologia avança, a tendência é que esse tempo de vida se estenda. Estudos já apontam que, dos anos 2000 para cá, a degradação de placas solares feitas de silício monocristalino diminuiu de 0,5% para 0,4% ao ano.
Sendo assim, o retorno do investimento (ROI) em energia solar é muito vantajoso: o payback, ou seja, o tempo de retorno do investimento, varia entre 3 e 7 anos. Se considerarmos a vida útil de um painel como de cerca de 25 anos, o período de benefício pode ser de até 4 vezes mais que o investimento.
Aproveitamento de espaço e diversidade de locais de instalação
Se o projeto da usina solar for bem desenvolvido e utilizar os equipamentos corretos, é possível otimizar o espaço ocupado. Além disso, a diversidade de lugares para instalação é ampla.
A usina fotovoltaica pode ser instalada tanto no mesmo local em que a eletricidade será consumida, como em uma área próxima. Isso é extremamente vantajoso em caso de cidades pequenas, por exemplo. Essa versatilidade é o que possibilita a existência da usina solar flutuante, como explicaremos melhor mais à frente.
Desvantagens da usina fotovoltaica
Como todo projeto de grande porte, as usinas fotovoltaicas também podem apresentar algumas desvantagens, já que alguns fatores podem atrapalhar a captação da radiação solar.
- Dias chuvosos ou nublados: a presença de nuvens pode afetar parcialmente a captação da radiação solar pelos painéis, impactando a geração de eletricidade;
- Localização: usinas muito afastadas da Linha do Equador captam menos luminosidade, o que também pode prejudicar a produção de energia elétrica;
- Custo de aquisição: o investimento para instalação da usina solar ainda pode ser considerado alto. No entanto, conforme já mencionamos, o retorno desse investimento é visto em pouco tempo.
- Conexão da usina: como todas usinas de fontes diversas, a usina solar também necessita de uma rede elétrica estruturada para se conectar. Portanto, é necessário encontrar um local estratégico para construir e conectar a usina solar.
A usina fotovoltaica flutuante
Além de serem sustentáveis, garantirem economia e um alto retorno de investimento, os sistemas fotovoltaicos também são muito versáteis: além da instalação no solo ou no telhado, como já estamos acostumados a ver, eles também podem ser instalados na água. É a chamada energia fotovoltaica flutuante.
Nesse tipo de sistema, a transformação da radiação solar em eletricidade acontece da mesma forma, o que muda é o local e a instalação. A energia fotovoltaica flutuante costuma ser instalada em represas de usinas hidrelétricas, lagos, lagoas ou estações de tratamento e agrega ainda mais vantagens à utilização da energia solar.
Como funciona a usina solar flutuante?
A usina solar flutuante funciona basicamente como uma usina solar instalada em terra firme: os módulos fotovoltaicos captam a radiação do Sol, convertendo-a em eletricidade que passa pelo inversor e pelo transformador antes de ser injetada na rede de distribuição. No entanto, para ser posicionada em uma superfície aquática, a usina solar flutuante demanda algumas mudanças estruturais.
Uma das mudanças é a utilização de flutuadores, dispositivos que sustentam as placas solares na água. Os flutuadores mantêm as placas na inclinação ideal para captar a radiação solar, garantindo a maior eficiência da usina solar flutuante.
A parte flutuante da usina é conectada a uma subestação, onde ficam os inversores solares. De lá, a eletricidade já pode ser injetada na rede para atender ao consumo local ou integrar a rede de distribuição da concessionária de energia.
Vantagens da usina solar flutuante
Além dos benefícios das usinas fotovoltaicas que já mencionamos, a usina solar flutuante possui ainda mais vantagens. Confira algumas delas a seguir.
Eficiência energética
A proximidade com a água ajuda as placas solares a manterem uma temperatura reduzida, impulsionando seu funcionamento. Isso faz com que a eficiência da usina solar flutuante seja entre 5% e 15% maior que a da usina solar em terra.
Rastreamento facilitado
Uma tecnologia que tem sido muito utilizada em usinas solares é a dos trackers ou rastreadores solares. Esses dispositivos alteram a posição dos módulos fotovoltaicos várias vezes ao longo do dia, de forma a “seguir o Sol”. Isso potencializa a captação da radiação solar e, consequentemente, a produção de energia.
Embora os trackers aumentem os custos de instalação em cerca de 20%, estima-se que esses dispositivos possam elevar a captação da radiação solar em até 40%.Na usina solar flutuante, a utilização de trackers é facilitada, uma vez que a plataforma flutuante pode ser rotacionada, a fim de se obter, também, um rastreamento vertical do Sol.
Evaporação reduzida
As placas da usina solar flutuante geram um sombreamento na superfície aquática que ameniza o calor. Isso reduz a evaporação e ajuda a manter o nível dos reservatórios mais alto por mais tempo. Em áreas suscetíveis à seca ou em hidrelétricas, esse benefício se mostra extremamente útil.
O sombreamento também apresenta outra vantagem: o resfriamento da água evita a proliferação de algas prejudiciais na área.
Liberação de terras
Embora as usinas solares possam ocupar pouco espaço, se bem planejadas, com a usina solar flutuante, esse mesmo território pode ser aproveitado para outras finalidades como agricultura e moradia. O fato de não ser necessário remover vegetação para a instalação também torna as usinas flutuantes uma opção ainda mais sustentável que as tradicionais.
Com tantas vantagens, a usina solar flutuante tem se tornado objeto de grande interesse em todo o mundo. No Brasil, há um grande potencial a ser explorado. A estimativa é de que o país tenha uma capacidade de 4.519 Gigawatts-picos (GWp) utilizando os reservatórios de usinas hidrelétricas e gerando 4.443 Terawatts-hora (TWh) por ano.
Agora você já não tem mais dúvidas de que a usina solar flutuante é garantia de eficiência e pode aumentar significativamente sua competitividade no mercado. Ao investir nesse empreendimento, porém, fique atento à escolha dos materiais e da equipe responsável pelo projeto.
Profissionais especializados são fundamentais para o sucesso de qualquer projeto. Na SolarVolt contamos com o time mais qualificado do mercado, que já foi responsável pela homologação de mais de 1500 projetos espalhados por todo o país.
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