Home » BIM e eficiência energética » Sistema de energia solar on grid

Sistema de energia solar on grid

Sistema de energia solar on grid

O que é um sistema de energia solar on grid? Como funciona? Como é projetado? Descubra tudo neste artigo de aprofundamento

Instalar um sistema de energia solar é a melhor maneira de produzir energia limpa e economizar nos custos da conta de luz. Um sistema do tipo grid-connected é a escolha mais indicada se busca um fornecimento estável e a possibilidade de ceder à rede nacional a energia elétrica produzida e não utilizada no local.

Como é projetado um sistema de energia solar on grid?

Se você precisa projetar um sistema de energia solar on grid, ou qualquer outro tipo de sistema de energia solar, e deseja ter certeza de que terá um desempenho ótimo e será calculado, posicionado e dimensionado da melhor forma, pode ser útil utilizar um software específico para energia solar. Mas vamos por partes e veja em detalhes quais tipos de sistemas de energia solar existem, quais são as características principais e quais ferramentas usar para evitar erros de avaliação.

O que significa sistema de energia solar on grid?

Um sistema de energia solar grid-connected, ou sistema de energia solar conectado à rede, é um sistema de geração de energia solar que está conectado à rede elétrica nacional ou local. Este tipo de sistema utiliza a energia solar para gerar eletricidade por meio de painéis fotovoltaicos e em seguida transmite a energia produzida, total ou parcialmente, diretamente para a rede elétrica, convertendo-a em corrente alternada.

Como funciona

O sistema de energia solar grid-connected é composto por um campo fotovoltaico dedicado à captação de energia solar, dividido em diferentes strings de módulos fotovoltaicos dispostos em paralelo.

É essencial posicionar os painéis fotovoltaicos de forma ótima para aproveitar a exposição ao sol. A melhor exposição é entre sul, sudeste/oeste, leste, mas é necessário considerar também fatores mais específicos do local, como a presença de árvores ou edifícios circundantes que possam projetar sombra nos painéis, elevações montanhosas, etc.

O componente distintivo de um sistema grid-connected é o inversor, necessário para converter a energia gerada pelo campo fotovoltaico, ou seja, a corrente contínua (DC), em energia para a rede elétrica sob a forma de corrente alternada (AC). Vale ressaltar que, por estar “conectado à rede”, o sistema requer cabos de conexão resistentes a altas temperaturas e aos raios UV.

Todas essas partes contribuem para o funcionamento do sistema e para a produção de energia que posteriormente é inserida na rede nacional.

Modelagem de sistema fotovoltaico 3D com Solarius-PV

Modelagem de sistema fotovoltaico 3D com Solarius-PV

Tipos de sistemas de energia solar

Existem vários tipos de sistemas de energia solar que diferem no uso da energia elétrica produzida:

  • sistemas de energia solar autônomos (stand-alone ou off-grid): esses sistemas não estão conectados à rede elétrica de distribuição, portanto, a energia gerada é totalmente usada para atender às necessidades do prédio individual onde estão instalados ou próximos. Os sistemas de energia solar autônomos são a solução ideal para garantir a produção de energia também em áreas remotas não atendidas pela rede elétrica de distribuição.
  • Sistemas de energia solar conectados à rede (grid-connected): nesse contexto, o sistema está conectado à rede elétrica. A energia gerada é retirada do operador da rede de distribuição, enquanto, ao contrário, é fornecida pelo operador da rede elétrica durante as horas em que o sistema não gera energia. A energia elétrica produzida e inserida na rede constitui um crédito para o usuário.
  • Sistemas de energia solar híbridos: esses sistemas estão conectados à rede elétrica, mas a presença de uma bateria permite utilizar a energia solar armazenada para atender completamente às necessidades do usuário. No caso de toda a energia armazenada também ser consumida, o prédio se reconectará à rede por meio de uma central elétrica.

Com base na posição dos painéis, existem sistemas de energia solar:

  • em cobertura;
  • em fachada ou brises soleil de edifícios novos ou existentes;
  • no solo (parques fotovoltaicos com painéis do tipo “girassol”);
  • em terraço plano;
  • em marquise fotovoltaica (estacionamento).
Instalação de sistema fotovoltaico em cobertura -Sistema de energia solar on grid

Instalação de sistema fotovoltaico em cobertura

Energia solar autônoma e grid-connected: as diferenças

As principais diferenças entre um sistema fotovoltaico grid-connected e um stand-alone dizem respeito à conexão com a rede elétrica, gestão de energia e independência energética. Aqui está uma visão geral das diferenças:

  • conexão com a rede
    • grid-connected: este tipo de sistema está conectado à rede elétrica nacional ou local. A energia produzida pode ser utilizada localmente e/ou injetada na rede. Além disso, quando o sistema não produz energia suficiente, é possível obter eletricidade da rede.
    • stand-alone: em um sistema stand-alone, a energia produzida é usada diretamente para alimentar as cargas locais ou armazenada em baterias de armazenamento para uso quando o sol não está disponível (à noite, em dias pouco ensolarados, etc.). Não há conexão com a rede elétrica externa.
  • Gestão de energia
    • grid-connected: em um sistema conectado à rede, o excesso de energia pode ser injetado na rede, e o proprietário pode receber créditos ou compensações por essa energia. O fornecimento de energia da rede é possível quando o sistema não produz energia suficiente.
    • stand-alone: em um sistema stand-alone, a energia deve ser gerenciada localmente. Frequentemente, existem sistemas de armazenamento de energia, como baterias, para garantir um suprimento contínuo quando o sol não está disponível.
  • Confiabilidade energética
    • grid-connected: os sistemas conectados à rede oferecem maior confiabilidade, pois podem obter energia da rede quando a produção solar é insuficiente.
    • stand-alone: os sistemas stand-alone dependem completamente da produção solar e da capacidade das baterias de armazenar energia. Sua confiabilidade está ligada às condições meteorológicas e ao tamanho do sistema de armazenamento.
  • Aplicações e uso
    • grid-connected: Comumente utilizado em áreas urbanas e suburbanas, o sistema grid-connected é adequado para aqueles que desejam contribuir para a energia renovável, se beneficiar das tarifas de medição líquida e ter um fornecimento de energia confiável.
    • stand-alone: Os sistemas stand-alone são ideais em locais isolados, onde o acesso à rede elétrica não está disponível. São frequentemente usados em aplicações como estações meteorológicas, sistemas de bombeamento de água ou casas fora da rede.

Em resumo, a principal distinção entre os dois tipos de sistemas é a conexão ou não à rede elétrica, com diferenças resultantes na gestão de energia e na confiabilidade energética.

Como projetar um sistema fotovoltaico

Projetar um sistema fotovoltaico requer um planejamento preciso e a consideração de vários fatores, incluindo:

  • análise do Local
    Localização geográfica: avalie a posição do local para determinar a exposição solar e a quantidade de irradiação solar disponível.
    Sombreamento: identifique quaisquer obstáculos, como árvores ou edifícios, que possam causar sombreamento nos painéis fotovoltaicos.
  • Determinação do Tamanho do Sistema
    Cálculo da carga energética: estime o consumo diário de energia do edifício ou dispositivo ao qual o sistema será conectado.
    Determinação do tamanho do sistema: determine o tamanho do sistema com base na potência necessária e na irradiação solar prevista.
  • Seleção de Componentes
    Painéis fotovoltaicos: escolha painéis com eficiência e capacidade adequadas.
    Inversor: selecione um inversor adequado à potência dos painéis fotovoltaicos. Você pode optar por inversores centralizados ou string, dependendo do projeto.
    Estruturas de suporte: avalie as opções de montagem dos painéis, como estruturas fixas, sistemas de rastreamento solar ou estruturas integradas nos edifícios.
  • Design do Sistema
    Configuração dos arrays: determine a orientação e inclinação ideais para maximizar a irradiação solar.
    Distribuição dos elementos: planeje a posição dos painéis, inversores e cabos com base nas características do local.
  • Avaliação Econômica
    Análise financeira: avalie o retorno do investimento (ROI) e os benefícios fiscais.
    Custos: calcule os custos iniciais e operacionais de todo o sistema.

Todos esses aspectos podem ser considerados de maneira muito mais simples e utilizando um software fotovoltaico.
Neste vídeo, mostro um exemplo prático de como proceder.

 

 

solarius-pv
solarius-pv