Sistemas fotovoltaicos: tipos e características
Existem vários tipos de sistemas fotovoltaicos: off-grid, on-grid, plug & play. Conheça as características de cada um deles.
Os principais tipos de sistemas fotovoltaicos são:
- sistema off-grid.
- sistema on-grid.
A evolução destes tipos de sistemas introduziu novos modelos: o armazenamento em rede e o inovador plug & play.
Para identificar o tipo de sistema que melhor se adapta às suas necessidades, vamos analisar as características e vantagens de cada sistema.
Para não correr o risco de projetar um sistema fotovoltaico que não esteja de acordo com suas necessidades, sugerimos que você experimente gratuitamente um software fotovoltaico capaz de ajudá-lo a entender o funcionamento de cada tipo de sistema solar conectado à rede.
Sistema fotovoltaico off-grid
O primeiro dos dois tipos de sistema fotovoltaico é o sistema off-grid, ou sistema isolado.
Trata-se de um tipo de instalação fotovoltaica que não está ligada à rede elétrica, mas sim ligado a um sistema autônomo de armazenamento de energia (baterias) que armazenam a eletricidade produzida pela central e a devolvem ao utilizador quando necessário.
Sistema fotovoltaico off grid: elementos característicos (matriz PV, inversor, acumulador, usuário)
Os elementos típicos de um sistema off-grid são:
- campo fotovoltaico;
- inversores;
- acumulador;
- controlador de carga.
Como funciona um sistema fotovoltaico off-grid
Um sistema fotovoltaico off-grid funciona da seguinte forma:
- os painéis solares captam a energia solar incidente e a transformam em corrente contínua;
- a energia captada é transformada pelo inversor em corrente alternada;
- a energia alternada produzida pode ser autoconsumida imediatamente pelo usuário ou pode ser armazenada nas baterias para ser utilizada quando o usuário precisar.
Uma vez que o processo implica que a bateria seja carregada e descarregada, será necessário colocar um controlador de carga para não comprometer sua eficiência.
Sistema fotovoltaico off-grid
Vantagens de um sistema fotovoltaico off-grid
Com a redução dos custos dos componentes e a difusão da tecnologia do lítio, os sistemas fotovoltaicos off-grid são cada vez mais competitivos com sistemas que envolvem o uso de combustíveis fósseis.
De fato, esta tipologia traz muitos benefícios para o ambiente e para o utilizador final:
- emissão zero: as concessionárias consomem a eletricidade produzida e não geram gases poluentes;
- custo constante de energia durante a vida útil da usina, o custo da energia não sofre flutuações no preço da energia atreladas ao custo do petróleo e do gás;
- flexibilidade extrema: a instalação é totalmente escalável, assim como o tamanho do sistema de armazenamento elétrico.
Sistema fotovoltaico on-grid
O segundo dos dois tipos de sistema fotovoltaico é o sistema fotovoltaico on-grid, conectado à rede elétrica nacional.
Neste tipo de sistema, a rede elétrica nacional torna-se um depósito de armazenamento infinito. A energia produzida pelo sistema e não consumida é imediatamente introduzida na rede elétrica, de forma a recuperá-la nos momentos em que o sistema não produz, como à noite ou em dias nublados.
Sistema fotovoltaico on-grid: elementos característicos (campo fotovoltaico, inversor, contador, rede)
O diagrama do sistema fotovoltaico on-grid é composto por vários elementos que são:
- painel solar;
- inversores;
- medidor de produção;
- medidor bidirecional.
Como funciona um sistema fotovoltaico on-grid
O sistema on-grid funciona de acordo com as seguintes etapas:
- radiação solar atinge o gerador fotovoltaico;
- o inversor transforma energia direta em corrente alternada;
- a energia produzida é utilizada instantaneamente se o usuário precisar dela ou é injetada na rede, da qual também é extraída energia quando necessário.
Nesse sistema, o medidor de produção contabilizará a energia produzida e consumida diretamente pelo usuário, enquanto o medidor bidirecional contabilizará a energia consumida pelo usuário retirada da rede.
Sistema fotovoltaico on-grid
Vantagens de um sistema fotovoltaico on-grid
A instalação de um sistema fotovoltaico on-grid pode ser conveniente e vantajoso, tanto em termos econômicos quanto ambientais.
Mais precisamente, os benefícios são:
- redução do peso das contas;
- redução da emissão de gases poluentes;
- capacidade de monetizar a energia produzida.
Sistema com acumulação de energia elétrica de armazenamento on-grid
Dentre os tipos de sistemas fotovoltaicos, o mais comum hoje é o modelo com armazenamento de eletricidade conhecido também como ”storage“, conectado à rede elétrica.
Constitui um sistema inovador em que a energia produzida é antes de tudo armazenada nos sistemas de armazenamento e, uma vez atingida a capacidade da bateria, a energia residual é alimentada na rede elétrica nacional. Para este recurso também é definido sistema fotovoltaico hibrido.
Um sistema fotovoltaico de armazenamento conectado à rede elétrica é composto por:
- painel solar;
- baterias de íons de lítio;
- inversores;
- medidor de produção;
- medidor bidirecional.
Sistema fotovoltaico de armazenamento on-grid: elementos característicos (matriz PV, inversor, acumulador, medidor, usuário, rede)
As principais características a considerar num sistema fotovoltaico de armazenamento doméstico são:
- a potência do sistema de armazenamento, ou seja, a capacidade de armazenamento de eletricidade;
- a vida útil da bateria de lítio;
- a atividade do inversor;
- eficiência na acumulação e recarga;
- o tamanho e o peso do armazenamento.
Sistema fotovoltaico de armazenamento conectado à rede
Como funciona um sistema fotovoltaico com acúmulo de armazenamento on grid
O sistema fotovoltaico de armazenamento conectado à rede funciona de acordo com o seguinte mecanismo:
- durante o dia, os painéis solares fotovoltaicos recarregam as baterias do armazenamento;
- quando as baterias atingem sua capacidade máxima, a energia produzida e não autoconsumida é injetada na rede;
- durante o período da tarde ou da noitr, a energia é fornecida pelo acumulador, em total autonomia da rede elétrica;
- quando o acumulador fica sem energia e as baterias esgotadas, o sistema elétrico doméstico volta a ser alimentado pela rede elétrica, de forma totalmente automática e sem qualquer interrupção de serviço.
Esquema do sistema de armazenamento conectado à rede
Um sistema de armazenamento deste tipo está, portanto, sempre operacional e também desempenha a função de fornecimento de energia de emergência: em caso de apagão na rede elétrica, de fato, o sistema continua a funcionar.
Um sistema de armazenamento também oferece outras vantagens:
- alto nível de autoconsumo igual a 90÷100%;
- parcial independência da rede elétrica de edifícios públicos e privados.
Por tudo isso, é importante avaliar cuidadosamente o tipo e modelo do sistema a ser instalado. Para simular a configuração de um sistema on-grid, sugerimos que você teste a versão trial de um software fotovoltaico que o orientará no projeto de qualquer tipo de sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica.
Painel solar de varanda (plug & play)
O painel solar de varanda, muitas vezes referido como plug & play, é um inovador micro-sistema solar com potência inferior a 350 W que pode ser instalado em varandas, janelas ou no jardim.
Geralmente, um painel solar de varanda é formado por:
- módulo fotovoltaico, o painel propriamente dito, que pode ser composto por células fotovoltaicas monocristalino ou policristalino;
- micro inversor, e quaisquer outros acessórios, para converter a corrente contínua produzida pelo painel em corrente alternada utilizável;
- moldura de suporte e suportes de fixação e ancoragem, para facilitar a instalação em varandas, terraços, jardins, paredes externas da casa.
Painel solar de varanda: elementos característicos (módulo fotovoltaico, micro-inversor, usuário)
Como funciona um painel solar de varanda
Um painel solar de varanda fornece energia limpa e renovável conectando-se a tomada de energia da casa.
Este sistema produz energia da seguinte forma:
- os painéis solares estão posicionados no exterior da habitação com uma exposição o mais próxima do Sul, de forma a captar o máximo de radiação solar;
- o inversor torna utilizável a energia captada;
- o pino de saída do inversor é ligado diretamente à tomada mais próxima do sistema: desta forma a energia produzida é autoconsumida no próprio momento da produção.
Painel solar de varanda
Vantagens de um painel solar de varanda
A instalação deste tipo de sistema solar tem muitas vantagens:
- versatilidade de instalação: pode ser instalado na varanda, no terraço, no telhado, no telhado plano, nas paredes externas da casa, nas cercas ou no jardim e, de acordo com as necessidades de cada um, você pode escolher diferentes suportes de fixação.
- Extrema facilidade de montagem: pode ser conectado sem a necessidade de autorizações especiais.
- Poupança na conta de luz em cerca de 20%.
- Sustentabilidade ambiental.
- Eficiência energética.
Além disso, a vida média de um painel solar de varanda varia de 15 a 25 anos. É, portanto, uma solução vantajosa tendo em vista que o custo do aparelho pode ser amortizado em poucos anos.
A imagem a seguir resume os principais tipos de sistemas solares presentes no mercado fotovoltaico atual.
Tipos de sistemas fotovoltaicos
A configuração e projeto de qualquer sistema requer uma análise precisa das variáveis de entrada e saída do sistema.
Até o momento, os sistemas fotovoltaicos on-grid são os mais sustentáveis considerando a relação qualidade-preço e a quantidade de energia produzida.
Caso opte por um sistema on-grid, recomendamos usar um software fotovoltaico capaz de apoiá-lo para instalações em edifícios novos ou existentes, em todos os locais e com todos os tipos de painéis e inversores. Experimente gratuitamente para projetar em 3D, dimensionar o sistema, criar seu diagrama unifilar em uma única solução.
