Parque fotovoltaico: como é criado e como funciona
Um parque fotovoltaico é uma ampla superfície onde são instalados numerosos painéis fotovoltaicos destinados à conversão de energia solar em energia elétrica
Um parque fotovoltaico, ou campo fotovoltaico, é uma área muito grande na qual são instalados um ao lado do outro e orientados para o sol painéis fotovoltaicos que transformam a energia solar em eletricidade.
A criação de um parque fotovoltaico requer um planejamento cuidadoso e uma análise detalhada das condições ambientais e geográficas do local escolhido. É fundamental, além disso, considerar a capacidade de produção energética necessária para atender às necessidades da comunidade circundante.
A esse respeito, você pode utilizar o software fotovoltaico que permite obter relatórios econômicos completos que levam em conta o custo de realização da instalação, da produtibilidade total anual, dos consumos de energia elétrica por faixas horárias e de eventuais incentivos.
Índice
O que se entende por parque fotovoltaico
Um parque fotovoltaico é uma área dedicada à instalação de sistemas fotovoltaicos, ou seja, sistemas que convertem a energia solar em energia elétrica. Esses parques são constituídos por um conjunto de painéis fotovoltaicos montados em suportes apropriados, como estruturas no solo ou em coberturas de edifícios. A energia produzida pode ser injetada na rede elétrica para o abastecimento de residências, empresas ou outras estruturas, contribuindo para o fornecimento de energia a partir de fontes renováveis e sustentáveis.
Parque fotovoltaico: elementos principais
Um parque solar fotovoltaico é composto por:
- painéis solares: estas são estruturas planas e retangulares formadas por módulos contendo células fotovoltaicas que capturam a luz solar e a convertem em energia elétrica;
- tracker: os trackers são suportes móveis que orientam os painéis solares com base na angulação dos raios solares, otimizando assim a produção de energia elétrica;
- inversor: os inversores são dispositivos que convertem a corrente contínua (CC) produzida pelos painéis em corrente alternada (CA), tornando-a compatível com as redes elétricas domésticas;
- transformador: este instrumento aumenta a tensão da energia elétrica antes que seja injetada na rede elétrica;
- estradas de acesso e obras de drenagem: essas infraestruturas servem para controlar e proteger a instalação durante chuvas e alagamentos;
- caviduto: um cabo que conecta o parque fotovoltaico à cabine primária do operador da rede elétrica.
Como funciona um parque fotovoltaico
O funcionamento de um parque fotovoltaico é idêntico ao de qualquer outra instalação fotovoltaica tradicional. Um parque fotovoltaico inicia seu processo de produção de energia elétrica a partir dos módulos fotovoltaicos, que transformam a energia solar em energia elétrica através do efeito fotovoltaico. Esses módulos são constituídos principalmente de silício, um material semicondutor amplamente disponível.
Os semicondutores são materiais que podem conduzir energia quando os átomos que os compõem recebem energia suficiente para permitir que os elétrons se movam livremente. No caso dos módulos fotovoltaicos, a energia vem do sol na forma de fótons. Quando os fótons atingem as células fotovoltaicas, fornecem a energia necessária para liberar os elétrons do silício, criando assim um fluxo de corrente elétrica.
As células solares são feitas alternando camadas de silício dopado, formando uma junção p-n. Essa junção, entre silício dopado com boro (p, positivo) e silício dopado com fósforo (n, negativo), gera um campo elétrico que direciona o movimento dos elétrons. Quando um fóton atinge essa junção, libera um elétron, que pode então ser coletado para gerar eletricidade. Cada célula solar produz uma pequena tensão, cerca de 0,5 – 0,6 V.
Um módulo fotovoltaico é constituído por muitas células solares conectadas entre si. Vários módulos conectados em série formam cadeias fotovoltaicas, e muitas cadeias conectadas em paralelo constituem o gerador solar ou parque fotovoltaico.
O inversor tem a tarefa de converter a corrente contínua (CC) produzida pelos módulos em corrente alternada (CA), que é utilizável nas redes elétricas domésticas e industriais. Os inversores podem ser centralizados, gerenciando grandes potências (de 1 a 4 MW) e coletando energia de uma vasta área do campo solar, ou de cadeias, que gerenciam potências menores (150-300 kW) e são posicionados perto das cadeias para reduzir as perdas nos cabos.
Após o inversor, é necessária uma conversão da tensão. Os inversores trabalham em baixa tensão (até 1000V em corrente alternada), mas para gerenciar potências elevadas, é necessário aumentar a tensão a níveis médios (de 10 a 40 kV) através de um transformador.
Nas instalações menores (até cerca de 10 MW), a energia é transferida diretamente do transformador para a cabine de entrega, onde é injetada na rede de distribuição. Nas grandes instalações, por outro lado, a energia passa por uma subestação elétrica, que coleta as linhas de média tensão e as direciona para um transformador que aumenta a tensão a níveis altos (até 120/220 kV) antes de injetá-la na rede.
Realização de um parque fotovoltaico: as fases
Podemos dividir a realização de um parque fotovoltaico em várias fases:
- obtenção das autorizações: a primeira fase consiste em obter todas as autorizações necessárias, obtidas por meio de conferências de serviços. Os órgãos competentes emitem as autorizações e, se necessário, impõem prescrições como escavações arqueológicas ou a presença de um arqueólogo durante os trabalhos;
- atividades preliminares: antes do início efetivo dos trabalhos, são realizadas várias atividades preliminares, incluindo:
- verificação de possíveis artefatos bélicos;
- testes de projeto sísmico e geotécnico;
- abertura do canteiro: esta fase prevê a preparação do canteiro, incluindo a construção das estradas de acesso e a instalação de escritórios e serviços necessários para o canteiro;
- instalação mecânica: esta fase é subdividida em:
- instalação dos postes do tracker;
- conclusão manual da instalação do tracker nos postes;
- instalação manual dos painéis fotovoltaicos, com atenção à orientação ideal para evitar sombras;
- instalação elétrica: nesta fase é realizada a instalação elétrica, que inclui a preparação da fiação, as terminações e as conexões elétricas, bem como a conexão em série dos módulos fotovoltaicos;
- fase final: a fase conclusiva inclui os testes elétricos antes da conexão à rede, seguidos pela energização para iniciar a produção de energia.
Construção parque fotovoltaico: fases
Tipologias de parques fotovoltaicos
Nos parques fotovoltaicos, os sistemas são instalados diretamente no solo, com os painéis elevados do chão por meio de estruturas específicas. Com base no tipo de painéis utilizados, podem ser identificados vários tipos de parques solares:
- parques fotovoltaicos com painéis fixos em silício cristalino: esta é a primeira geração de parques fotovoltaicos. Utilizam painéis solares monocristalinos e policristalinos, semelhantes aos utilizados em instalações residenciais. Esses painéis são dispostos no solo em múltiplas fileiras e permanecem fixos;
- parques fotovoltaicos com rastreadores solares e painéis a de silício amorfo: os painéis de silício em camada fina são leves, flexíveis e resistentes a variações de temperatura. Nos parques solares, seu uso é frequentemente combinado com a tecnologia dos rastreadores solares, que permite que os painéis girem seguindo o movimento do sol durante o dia, otimizando assim o rendimento e a eficiência geral da instalação;
- parques fotovoltaicos com painéis de concentração: estes representam a geração mais avançada de parques fotovoltaicos, baseados na tecnologia de concentração. Esta tecnologia concentra a luz solar em pequenas áreas dos painéis fotovoltaicos, convertendo-a diretamente em energia elétrica.
Qual é o parque fotovoltaico mais grande na Itália?
O parque fotovoltaico mais grande da Itália está localizado na Puglia e tem uma capacidade de 103 MW. Esta instalação foi inaugurada pela empresa dinamarquesa European Energy e cobre uma área de 1.500.000 m2, equivalente a cerca de 200 campos de futebol.
Outros exemplos de parques fotovoltaicos na Itália são o parque de Sticciano, situado no município de Roccastrada, província de Grosseto, que tem uma potência nominal de 70,6 MW e a central solar termodinâmica Archimede, na província de Siracusa, que produz cerca de 5 MW de potência elétrica.
Parques fotovoltaicos no mundo
De acordo com um ranking elaborado pela Energy Digital Magazine sobre os dez maiores parques solares do mundo, China e Índia ocupam as três primeiras posições. A China é atualmente o principal produtor mundial de energia solar.
Parque Solar de Golmud
Segundo o Electricity Market Report 2023, no ano passado a China gerou 2700 bilhões de kWh de energia renovável, cobrindo 31,6% do consumo elétrico nacional.
O Parque Solar de Golmud, com uma capacidade instalada de 2,8 GW e 7,2 milhões de painéis solares, é o maior parque fotovoltaico do mundo, alimentando cerca de um milhão de residências.
Em segundo lugar está o Parque Solar de Bhadla no deserto de Thar na Índia, que cobre 14 mil acres e produz 2,25 GW.
Outra importante adição ao ranking é o Projeto Solar Al Dhafra, localizado a 35 km de Abu Dhabi nos Emirados Árabes Unidos. Este parque, situado no deserto em uma área de mais de 20 km quadrados, tem uma capacidade de 2 GW com quase 4 milhões de painéis solares, suficientes para atender à demanda de cerca de 200 mil residências.
