Cobertura fotovoltaica: O que é, tipos e benefícios da pensilina fotovoltaica

Uma cobertura fotovoltaica é uma estrutura autoportante que integra módulos solares em sua cobertura, permitindo proteger veículos ou espaços externos e, ao mesmo tempo, produzir energia elétrica de fonte renovável. Podem ser instaladas em ambientes residenciais, comerciais ou públicos e permitem aproveitar a irradiação solar para alimentar edifícios, iluminação ou pontos de recarga para veículos elétricos.

Quando se projeta uma cobertura fotovoltaica, é fundamental levar em conta diversos fatores que podem influenciar a eficiência energética do sistema. Entre os fatores que devem ser avaliados cuidadosamente durante o projeto de uma cobertura fotovoltaica estão a orientação da inclinação da cobertura (que determina a quantidade de luz solar que os painéis fotovoltaicos podem capturar) e a sombreamento.

Para definir esses parâmetros, você pode usar um software para o projeto de sistemas fotovoltaicos com o qual você pode verificar em tempo real o posicionamento correto do campo fotovoltaico em função das reais condições do local de instalação e projetar qualquer tipo de sistema fotovoltaico (sistema fotovoltaico no telhado, sistema fotovoltaico na fachada, etc.).

O que é a cobertura fotovoltaica?

A cobertura fotovoltaica é uma estrutura projetada para realizar coberturas fotovoltaicas. Estas últimas encontram amplo uso em estacionamentos para carros, permitindo aproveitar ao máximo os espaços disponíveis para gerar energia solar.

Uma cobertura, sendo dotada de painéis solares, tem uma dupla função:

1. produz eletricidade convertendo a radiação solar em energia;
2. protege os carros estacionados das intempéries, como granizo ou ondas de calor, garantindo ao mesmo tempo sombra.

Cobertura fotovoltaica – Solarius-PV

Quais são os principais tipos de coberturas solares?

As coberturas fotovoltaicas estão disponíveis em diferentes tipos, cada uma projetada para se adaptar a necessidades e aplicações específicas:

• coberturas fotovoltaicas para estacionamentos;
• coberturas fotovoltaicas para áreas do jardim;
• coberturas fotovoltaicas para as áreas de parada de ônibus;
• coberturas fotovoltaicas para postos de gasolina.

Coberturas fotovoltaicas para estacionamentos

Esta categoria é amplamente utilizada em estacionamentos, públicos e privados. Geralmente feita com uma estrutura de alumínio, é coberta por lonas de PVC e assume a forma de uma verdadeira cobertura para veículos. Acima dela estão posicionados painéis solares fotovoltaicos que capturam a energia solar. Esta solução oferece uma cobertura ideal para os carros estacionados, proporcionando tanto sombra quanto uma oportunidade de produção de energia limpa.

Cobertura fotovoltaica para estacionamentos

Pensilinas fotovoltaicas para áreas do jardim

Este tipo de pensilina é projetado para espaços verdes, como parques e jardins. Frequentemente, é equipado com um sistema fotovoltaico isolado com sistema de armazenamento, permitindo aproveitar a energia solar sem a necessidade de escavações de fundação. Além disso, muitas dessas pensilinas são fornecidas com pontos de recarga para veículos elétricos, tornando a área adequada também para a recarga de carros ecológicos elétricos.

Cobertura fotovoltaica para áreas de jardim

Pensilinas fotovoltaicas para as áreas de parada de ônibus

Esta categoria de pensilinas é comumente instalada nas paradas de transporte público. Além de fornecer sombra para os passageiros que aguardam, elas são frequentemente equipadas com painéis solares para alimentar a iluminação em LED das paradas, bem como para a recarga de dispositivos eletrônicos como smartphones e tablets. Além disso, os painéis publicitários retroiluminados podem ser ativados, proporcionando oportunidades de publicidade dinâmica.

Cobertura fotovoltaica para áreas de parada de ônibus

Pensilinas fotovoltaicas para postos de gasolina

Com o advento dos carros elétricos, instalar uma estação de recarga alimentada por uma cobertura fotovoltaica permite que os postos de gasolina ofereçam novos serviços aos viajantes com significativas economias nos custos de recarga do veículo elétrico.

Se as coberturas funcionam como estacionamento coberto para o carro, ao mesmo tempo o sistema fotovoltaico aproveita o sol para produzir energia que pode ser utilizada imediatamente para recarregar o próprio carro, graças à conexão com estações de recarga e Wall Box.

Como projetar uma cobertura solar: estrutura, orientação e rendimento

Assim como para o projeto de um sistema fotovoltaico em telhado ou um sistema agrivoltaico, também para o projeto de uma cobertura solar é necessário desenvolver uma série de análises preventivas.

Nessas análises entram em jogo:

1. o estudo da demanda energética, necessário para compreender quantos kWp são necessários em função dos consumos;
2. a análise do local, fatores como o tipo de terreno, a inclinação, a orientação, a acessibilidade e eventuais restrições urbanísticas são cruciais para a eficiência da instalação;
3. a escolha da orientação e da inclinação dos painéis fotovoltaicos, em função da estimativa da radiação solar, com mapas solares ou diagramas solares. A inclinação correta e a orientação adequada permitem otimizar a produção de energia elétrica;
4. o cálculo da sombreamento, pois quando até uma pequena parte de um painel solar é obscurecida por uma sombra, sua capacidade de gerar eletricidade é reduzida significativamente;
5. a escolha do tipo de sistema fotovoltaico. Se forem projetadas coberturas conectadas à rede, a energia produzida pelos raios solares não é utilizada apenas para alimentar os aparelhos elétricos presentes nas proximidades da cobertura ou carregar o carro elétrico, mas também para fornecer energia à residência à qual o sistema fotovoltaico está conectado; se forem projetadas coberturas stand alone, elas não estão conectadas à rede e, graças à presença de baterias fotovoltaicas, a energia produzida é armazenada.

Após essas avaliações preliminares, é muito importante desenvolver um projeto dos componentes-chave de uma cobertura fotovoltaica, ou seja:

• módulos fotovoltaicos;
• inversores;
• quadro elétrico;
• fiação;
• sistemas de ancoragem e monitoramento;
• eventual bateria de armazenamento;
• estrutura de suporte da cobertura.

Aspectos técnicos e aplicativos do sistema fotovoltaico em cobertura

No caso de um sistema fotovoltaico instalado em uma cobertura, o projeto requer um coordenamento preciso entre dimensionamento estrutural e configuração elétrica. Não se trata apenas de definir a potência do sistema, mas de verificar a compatibilidade entre cargas estáticas, solicitações ambientais e disposição dos módulos.

Uma atenção especial deve ser dada à distribuição de pesos na estrutura de suporte e à correta integração dos sistemas de fixação, de modo a garantir estabilidade, segurança e durabilidade ao longo do tempo.

Do ponto de vista aplicativo, essa solução permite transformar superfícies já destinadas a estacionamento ou área de descanso em sistemas de produção energética funcionais para autoconsumo ou para alimentar serviços como iluminação e recarga elétrica, sem consumo adicional de solo.

Quais materiais escolher para a estrutura de uma cobertura solar?

Os materiais mais utilizados para a construção da estrutura das coberturas e toldos fotovoltaicos são principalmente o aço, ou o alumínio dependendo das necessidades específicas, e a madeira.

O aço galvanizado a quente representa uma das escolhas mais comuns. Este material é conhecido por sua resistência à corrosão e ferrugem, essencial considerando a exposição aos agentes atmosféricos. As estruturas em aço galvanizado a quente são frequentemente caracterizadas por perfis moldados em omega invertida que servem para canalizar a água da chuva de maneira eficiente, prevenindo acúmulos de água que poderiam comprometer a integridade estrutural e o desempenho dos painéis fotovoltaicos.

A madeira, por sua vez, representa uma alternativa estética, especialmente em áreas restritas, integrando-se bem ao ambiente circundante. No entanto, a madeira requer tratamentos específicos para resistir aos agentes atmosféricos e garantir a estabilidade estrutural ao longo do tempo e, portanto, pode ter uma durabilidade inferior em comparação ao aço.

Como instalar os painéis em uma cobertura: aspectos estruturais e de instalação?

Para instalar os painéis fotovoltaicos em uma cobertura, é necessário que ela possua determinadas características mecânicas, elétricas e estruturais.

A estrutura de suporte deve ser resistente e certificada: deve ser capaz de suportar cargas estáticas e dinâmicas, incluindo vento, neve e vibrações.

Geralmente, a estrutura do toldo será composta por uma dupla armadura de vigas, principais e secundárias, frequentemente em treliça, projetada de modo a ancorar os painéis com grampos, parafusos e selantes.

Os painéis fotovoltaicos são então montados à vista nos perfis da estrutura e fixados com parafusos auto-perfurantes, constituindo assim a verdadeira cobertura da cobertura fotovoltaica. A ausência de uma chapa de apoio entre os painéis e a estrutura permite uma melhor ventilação dos módulos fotovoltaicos e, consequentemente, menores riscos de superaquecimento e maiores desempenhos de produção.

Além disso, a configuração da cobertura, de uma ou duas águas, depende principalmente da orientação: a orientação ideal para maximizar a produção energética no Brasil é voltada para o sul, com uma inclinação entre 25° e 35°.

Não se deve esquecer da integração do sistema para fiações, inversores, armazenamento e proteções elétricas.

Quais são as vantagens das coberturas fotovoltaicas?

As coberturas fotovoltaicas são uma solução altamente vantajosa, tanto quando instaladas em ambientes residenciais quanto em espaços públicos. Essas estruturas multifuncionais oferecem uma série de benefícios que vão muito além da simples cobertura:

• produção de energia limpa e renovável: graças à integração de painéis solares fotovoltaicos em sua estrutura, essas coberturas capturam a energia solar e a convertem em eletricidade sem produzir emissões nocivas ou gases de efeito estufa;
• sombreamento funcional: oferecem um sombreamento eficaz que pode ser aproveitado de várias maneiras. Por exemplo, podem ser instaladas sobre estacionamentos, criando espaços sombreados que protegem os veículos do sol e, ao mesmo tempo, geram energia. Além disso, essas coberturas podem ser utilizadas para criar áreas de descanso, zonas de lazer ao ar livre ou coberturas para áreas pedonais;
• produção energética sem ocupar espaço: o uso duplo de espaço como estacionamento ou área de descanso e fonte de energia contribui para maximizar a eficiência geral de uma área;
• não requer obras de alvenaria ou intervenções de construção: sua instalação não requer obras de alvenaria ou intervenções de construção significativas, o que se traduz no benefício de energia solar sustentável sem enfrentar custos adicionais ou trabalhos de construção complexos;
• integração arquitetônica: as coberturas fotovoltaicas são projetadas para se integrar harmoniosamente com a arquitetura circundante, contribuindo não apenas para a estética do local, mas aumentando seu valor geral;
• resistência e durabilidade: as coberturas são feitas com materiais de alta qualidade, como o aço galvanizado a quente, que oferece resistência à corrosão e durabilidade ao longo do tempo. Essa robustez as torna capazes de suportar os agentes atmosféricos e as condições ambientais mais desfavoráveis;
• fácil manutenção e limpeza: a manutenção das coberturas fotovoltaicas é simples e requer principalmente a limpeza regular dos painéis solares.

Coberturas solares inteligentes: integração de sistemas de recarga, iluminação e IoT para veículos elétricos

Em muitos países em desenvolvimento, estão em andamento projetos de cidades inteligentes e de integração de energias renováveis com a revolução 4.0.

Nesse sentido, estão sendo realizados vários estudos para que a eficiência dos painéis solares possa ser aumentada e os custos de manutenção reduzidos com a ajuda da Internet das Coisas no monitoramento e na otimização dos painéis.

A IoT pode ajudar a gerenciar o consumo energético em tempo real e assim a energia solar pode ser mais constante e adaptável às flutuações da demanda.

Dessa forma, com a IoT é possível otimizar e tornar mais eficiente o fornecimento de energia solar para inúmeros dispositivos, como eventuais fontes de iluminação ou de recarga elétrica.

FAQ – Cobertura fotovoltaica

O que é uma cobertura fotovoltaica?

É uma estrutura autoportante projetada para realizar toldos dotados de módulos solares integrados na cobertura. Desempenha uma dupla função: protege veículos ou áreas externas dos agentes atmosféricos e produz energia elétrica aproveitando a radiação solar.

Onde podem ser instaladas as coberturas solares?

Podem ser instaladas em estacionamentos públicos e privados, jardins, paradas de ônibus, postos de gasolina e áreas pedonais. No âmbito público, podem alimentar iluminação, dispositivos eletrônicos ou estações de recarga.

Quais fatores influenciam a produção de energia?

A eficiência do sistema depende principalmente da orientação e da inclinação da cobertura, além da eventual presença de sombreamentos. A análise do local e a correta configuração do sistema também influenciam na produção de energia.

Uma cobertura pode funcionar sem conexão à rede?

Sim. Pode ser projetada como um sistema stand alone, não conectado à rede elétrica, dotado de baterias para o armazenamento da energia produzida.

Quais são os principais componentes de uma cobertura solar?

Os componentes fundamentais incluem módulos fotovoltaicos, inversores, quadro elétrico, fiação, sistemas de ancoragem e monitoramento, eventual bateria de armazenamento e estrutura de suporte.

Quais materiais são utilizados para a estrutura?

As estruturas são geralmente feitas de aço galvanizado a quente, alumínio ou madeira. O aço garante alta resistência aos agentes atmosféricos, enquanto a madeira oferece uma melhor inserção estética, mas requer tratamentos específicos.

Quais vantagens oferece uma cobertura fotovoltaica?

Permite produzir energia renovável sem ocupar novo espaço, oferece sombreamento funcional, se integra arquitetonicamente ao contexto e requer uma manutenção principalmente ligada à limpeza dos painéis.